10月18日
将适量配制好的粉末倒入被苯酚和纤维素污染的水中。稍微晒晒太阳，15分钟后有害化合物就会消失，粉末就可以被过滤掉重新使用。听起来像童话故事?也许吧，但这并不是魔法，只是华沙波兰科学院物理化学研究所的研究人员巧妙地运用了化学和物理。
由铁或铬掺杂的二氧化钛、二氧化硅或沸石支撑的光催化剂，来自华沙波兰科学院物理化学研究所，有效地清洁了被苯酚和纤维素污染的水。图为来自IPC PAS的Juan Carlos Colmenares博士。图片来源:IPC PAN, Grzegorz Krzy¿ewski。
世界上许多地区都受到木材和造纸工业废物(包括纤维素和苯酚衍生物)日益严重的水污染问题的影响。由于华沙波兰科学院物理化学研究所(IPC PAS) Juan Carlos Colmenares博士的团队开发的低成本和易于生产的光催化剂，未来将更容易从水中去除这些试剂。
催化剂是参与化学反应、加速反应进程并在反应结束后(几乎)完全恢复的物质。在典型的催化过程中，催化剂必须在高温下活化，通常是几百摄氏度，通常是在显著增加的压力下。
在IPC PAS设计和合成的光催化剂要求要低得多。它们被太阳能或紫外线激活，实际的化学反应可以在30°C左右的温度和常压下发生。这种情况在地球上的许多地方自然会发生。
这种新型光催化剂的关键成分是掺有少量铁原子或铬原子的二氧化钛。所有这些材料都很容易买到，而且很便宜。光催化剂被沉积在合适的载体上——二氧化硅颗粒或沸石(铝硅酸盐)——使用常见的实验室设备:旋转蒸发器和超声波浴。2022世界杯美洲区赛程表
“超声波照射含有钛和铬或铁前体的溶液会产生高压和高温的微气泡。我们可以控制这些条件，并制备非常稳定的纳米复合材料，”Colmenares博士解释说。
由PAS物理化学研究所和华沙理工大学材料科学与工程学院Krzysztof Kurzyd³owski教授的研究小组对这样制备的铬或铁掺杂催化材料进行了详细的研究和表征。
新型光催化剂如何清洁水?在实验室条件下，该过程只需15-20分钟，包括将含有光催化剂的粉末倒入水中。然后，短时间暴露在太阳辐射下，足以使污染水的纤维素或苯酚衍生物消失。
结果表明，二氧化硅负载光催化剂对苯酚的去除特别有效，导致苯酚的高度氧化，并产生水和二氧化碳作为反应产物。沸石支撑体系催化葡萄糖部分降解(葡萄糖是一种单体，因此是形成纤维素聚合物链的基本“砖”)，从而形成葡萄糖酸和糖醛酸，这是用于食品、制药和化妆品工业的重要羧酸。
特别重要的是，Colmenares博士团队的分析清楚地证明，在整个清洗过程中，没有铬原子或铁原子释放到水中。
反应完成后，光催化剂易于回收。由于持久沉积在二氧化硅或沸石颗粒上的相对大(微米级)尺寸，它足以过滤水来获得催化剂。回收的粉末可以重复使用，多次重复循环对催化剂性能影响不大。
这种新型催化剂也可以用于工业之外。由这些材料制成的涂料具有足够的机械强度，可以用作游泳池配件。如果有良好的太阳能照射，用这种材料建造的游泳池中的水将会持续进行自清洁过程。
“我们的光催化剂的主要优势包括生产简单，制造成本低，以及在自然条件下进行化学反应的便利性。同样重要的是，我们的材料可以在所需的阶段停止氧化水污染物，并获得对工业重要的物质。”Colmenares博士强调说。
新闻稿可从http://www.eurekalert.org/
来源:http://www.ichf.edu.pl/