催化剂净化Herbicide-Tainted水并产生氢气作为奖励

科学的俄勒冈州立大学的研究人员已经开发出一种两用催化剂净化herbicide-tainted水同时也生产氢。

项目,其中包括来自俄勒冈州立大学的工程学院和惠普公司的研究人员是很重要的,因为水污染是当今全球面临的重大挑战,和氢气是一种清洁、可再生的燃料。

发现的研究中,探讨光敏催化剂,被发表在今天的《ACS催化。

“我们可以把氧化和还原成一个单一的过程实现一个高效的光催化系统,”俄勒冈州立大学的Kyriakos Stylianou说。“通过光降解反应,会发生氧化和减少通过氢进化的反应。”

催化剂是一种物质,增加了化学反应的速度没有本身进行任何永久性的化学变化。

催化剂材料,吸收光线达到一个更高的能量水平,可以使用这些能量通过氧化分解有机污染物。论文中许多应用程序自洁涂料染色,odor-resistant墙壁,地板,天花板和家具。

Stylianou、化学助理教授领导了这项研究,其中包括二氧化钛催化剂来自有机框架,或财政部。

由带正电的金属离子的有机“连接器”分子包围,财政部是水晶,多孔材料具有可调的结构特性和纳米尺度的毛孔。他们可以与各种组件设计,确定MOF的属性。

在财政部的煅烧-高加热没有融化的半导体材料可以生成二氧化钛。二氧化钛是最常用的光催化剂,发现在矿物质锐钛矿、金红石和板钛矿。

Stylianou和合作者包括细的一俄勒冈州立大学的工程学院和威廉坚持己见的惠普发现锐钛矿掺杂氮和硫是最好的“一石两鸟”光催化剂同时生产氢和大量使用的除草剂草甘膦降解。

草甘膦,也称为虽然甘氨酸或体,被广泛喷洒在农业领域在过去的50年以来第一次出现在围捕下的市场贸易的名字。

“只有一小部分的总量体应用被庄稼,和其他环境,达到“Stylianou说。“引起担忧的浸出体到土壤和地下水,也应该,被污染的水可以损害地球上所有生物的健康。和除草剂浸成水通道是水污染的主要原因。”

数组中找到氢化合物中,水是最常见的,生产氢通过光催化分解水比常规方法更清洁和更可持续的推导氢——从天然气通过carbon-dioxide-producing过程称为methane-steam改革。

氢有许多科学和工业目的除了能源相关的角色。用于燃料电池的汽车,生产很多化学物质包括氨、精炼金属和塑料的生产。

“水是一个富有的氢源,光催化是一种利用地球丰富的太阳能制氢和环境治理、“Stylianou说。“我们显示,通过光催化作用,可以产生一个可再生燃料而去除水中的有机污染物,或将它们转化为有用的产品。”

协作,包括研究生阿穆萨,博士后研究员Sumandeep考尔和学生特伦顿加拉格尔和涛Mi安东尼还测试了对水的光催化剂受到另外两个常用除草剂,glufosinate铵和2,现在也是酸。它在包含它们,甚至水与这两个化合物+体。

参考:加拉格尔TC,穆萨EN,考尔年代,et al。两只鸟,一个石头:耦合制氢与除草剂降解有机framework-derived二氧化钛。ACS Catal。2023:3710 - 3722。doi:10.1021 / acscatal.3c00265

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