Wetenschappers over de hele wereld hebben hun hersens gebroken om het wereldwijde probleem van de schaarste aan schoon water op te lossen. Chinese wetenschappers melden nu een nieuwe manier om pathogeenrijk water te zuiveren met een hoge efficiëntie en zonder gebruik van metaal.

Met een metaalvrije fotokatalysator die gezamenlijk is ontwikkeld door onderzoekers van de Yangzhou University (YZU) en het Institute of Process Engineering (IPE) van de Chinese Academie van Wetenschappen, deze methode kan in 30 minuten standaard drinkwater leveren met een desinfectie-efficiëntie van meer dan 99,9999 procent onder bestraling met zichtbaar licht. Deze ontdekking werd gepubliceerd in Chemo op 24 januari.

Fotokatalytische desinfectie is een veelbelovende aanpak vanwege de lage kosten en het directe gebruik van zonlicht. Echter, de huidige populaire op metaal gebaseerde katalysatoren voor nanomaterialen kunnen leiden tot secundaire vervuiling door de onvermijdelijke afgifte van metaalionen. Later werden metaalvrije fotokatalysatoren ontwikkeld, echter, hebben een veel lager rendement.

"We hebben een gemakkelijke natchemische methode onderzocht om selectief bepaalde groepen aan de randen van grafietkoolstofnitride (g-C) te introduceren. ₃ N ₄ ) nanobladen, " zei WANG Dan, een hoofdonderzoeker bij IPE.

Deze geïntroduceerde groepen veroorzaakten niet alleen een opwaartse buiging van hun energieband, verbetering van de adsorptie van zuurstofmoleculen, maar bevorderde ook de scheiding van door foto gegenereerde elektron-gatparen, volgens WANG.

"De eerste-orde desinfectiesnelheid was vijf keer hoger dan die van eerder gerapporteerde beste metaalvrije fotokatalysatoren met slechts 1/10 katalysatorverbruik, " zei WANG Chengyin van YZU. De katalytische activiteit was ook vergelijkbaar met de beste op metaal gebaseerde fotokatalysator.

Bovendien, deze fotokatalysator kan op substraten worden bevestigd, waardoor de potentiële ecotoxiciteit die wordt veroorzaakt door verspreide nanomaterialen in drinkbaar water aanzienlijk wordt verminderd.

Er is nu een eenvoudig protocol beschikbaar voor het opnemen van deze metaalvrije fotokatalysator in draagbare apparaten voor zeer efficiënte waterdesinfectie. volgens onderzoekers.

"Dit werk presenteert een gemakkelijke voorbereidingsstrategie voor zeer efficiënte metaalvrije foto-desinfectiekatalysatoren, "zei WANG Dan. "Het biedt ook een nieuwe strategie voor het regelen van de oppervlakteladingsdichtheid van koolstofmaterialen."