مواد تمیزشونده جدید و مواد دوبخشی

خلاصه:

محققان یک سیستم فوتوکاتالیستی مبتنی بر مواد در کلاس های چارچوب فلزی-ارگانیک ایجاد کرده اند. سیستم را می توان برای تخریب آلاینده های موجود در آب استفاده کرد، در حالی که همزمان هیدروژن نیز تولید می شود که می توان آن را استخراج و استفاده کرد.

تولید همزمان هیدروژن فتوکاتالیستی و تضعیف رنگ با استفاده از یک نور زمینه فعال فلز-ارگانیک انجام می شود.

مواد تمیز شونده جدید و مواد دو بخشی

مواد تمیزشونده جدید و مواد دوبخشی

امروزه برخی از مواد مفید و متنوع تر، چارچوب های فلز – ارگانیک(MOF ها) دارند.

MOF ها طبقه ای از مواد هستند که نشان دهنده تطبیق پذیری ساختاری، تخلخل بالا، خواص نوری و الکترونیکی جذاب است که این امر باعث می شود آنها گزینه هایی برای برنامه های مختلف، از جمله استخراج و جداسازی گاز، حسگرها و فوتوکاتالیز، امیدوار باشند.

از آنجایی که MOF ها در هر دو طراحی ساختاری و فایده بسیار متنوع هستند، دانشمندان مواد در حال حاضر آنها را در تعدادی از برنامه های کاربردی شیمیایی آزمایش می کنند.

یکی از این ها فوتوکاتالیز است، فرآیندی که در آن مواد حساس به نور با نور برانگیخته می شوند. انرژی اضافی جذب الکترون ها را از مدارهای اتمی خود جابه جا می کند، و از “مدار های الکترون” خارج می شوند. تولید چنین جفت الکترون-حفره ای یک فرایند حیاتی در هر فرایند انرژی وابسته به نور است و در این حالت به MOF اجازه می دهد تا بر روی انواع واکنش های شیمیایی تأثیر بگذارد.

یک گروه از دانشمندان در EPFL Sion تحت رهبری Kyriakos Stylianou در آزمایشگاه شبیه سازی مولکولی، در حال حاضر یک سیستم مبتنی بر MOF را توسعه داده اند که می تواند همزمان یک یا دو نوع فوتوکاتالیز را انجام دهد:

تولید هیدروژن و حذف آلاینده ها از آب. این ماده حاوی فسفید نیکل (Ni2P) موجود و ارزان است و به دنبال فوتوکاتالیز موثر در نور قابل مشاهده است که ۴۴ درصد از طیف خورشیدی را تشکیل می دهد.

اولین نوع فوتوکاتالیز، تولید هیدروژن، شامل یک واکنش به نام ” جداسازی آب” است. همانطور که از نامش نشان می دهد، واکنش مولکول های آب را به اجزای تشکیل دهنده آن تقسیم می کند:

هیدروژن و اکسیژن. یکی از برنامه های بزرگتر اینجا استفاده از هیدروژن برای سلول های سوختی است که دستگاه های تامین انرژی مورد استفاده در انواع مواد تمیزشونده جدید و آب را تجزیه می کنند. ScienceDaily نوع دوم فوتوکاتالیز را به عنوان “تخریب آلی آلاینده” می نامد. که به فرآیندهای تجزیه آلاینده های موجود در آب اشاره دارد.

این دانشمندان این سیستم مبتنی فوتوکاتالیست مبتنی بر MOF را نسبت به تخریب رنگدانه سدیم رودامین B، که معمولا برای شبیه سازی آلاینده های آلی استفاده می شود، مورد بررسی قرار دادند.

دانشمندان هر دو آزمایش را به ترتیب انجام دادند، نشان دادند که سیستم فوتوکاتالیستی مبتنی بر MOF توانست نسل فوتوکاتالیستی هیدروژن را با تخریب رودامین B در یک فرایند یکپارچه کند.

این بدان معنی است که در حال حاضر امکان استفاده از این سیستم فوتوکاتالیستی را برای هر دو آلاینده های خالص از آب فراهم می کند، در حالی که همزمان هیدروژن تولید می شود که می تواند به عنوان سوخت استفاده شود.

Kyriakos Stylianou می گوید: “این سیستم فوتوکاتایستی فلز نجیب آزاد زمینه فوتوکاتالیز را یک گام نزدیک به برنامه های کاربردی” solardriven ” می کند و پتانسیل عالی MOF ها را در این زمینه نشان می دهد.

منبع : www.sciencedaily.com

اختراع پارچه خنک کننده و یا عایق کننده خودکار
نیتروژن در مسیر سریع پیوند شیمیایی قرار می‌گیرد
پرورش گاه های مواد شیمیایی زمین در زیر زمین کشف شدند
الکترود صنعتی
کشف فلز مایع در ایمن سازی و آشامیدنی کردن آب سمی
اسید های چرب جدید کشف شد