Cải tiến các vi hạt xúc tác quang học bằng cách thêm các phân tử nano vàng có thể dùng để lọc nước

ảnh minh họa

ảnh minh họa

“Một chất xúc tác mới có thể có lợi cho môi trường nếu nó được sử dụng hết tiềm năng”- Đó là nghiên cứu mới được công bố tại Singapore. Các nhà khoa học tại trung tâm A STAR đã sản xuất một loại chất xúc tác với các ăng-ten nano vàng có thể cải thiện chất lượng nước dưới ánh sáng ban ngày đồng thời tạo ra hydro như một nguồn năng lượng xanh.
Đây là công nghệ lọc nước được phát triển bởi He-Kuan Luo, Andy Hor và các cộng sự của Viện nghiên cứu kỹ thuật vật liệu A STAR (IMRE). “Bất kì công nghệ sáng tạo và an toàn nào có thể loại bỏ được các chất gây ô nhiễm nước trong điều kiên môi trường ánh sáng bình thường đều rất được đón nhận” - ông Hor, Giám đốc điều hành của IMRE và là đại diện liên kết với trường Đại học Singapore cho biết.
 
Vật liệu quang xúc tác khai thác ánh sáng mặt trời để tạo điện tích trong đó cung cấp năng lượng cần thiết để phản ứng hóa học trong các phân tử gắn vào bền mặt của chất xúc tác. Ngoài phân hủy các phần tử có hại trong nước, chất xúc tác quang học được sử dụng để phân tách nước thành các thành phần của oxy và hydro, Hydro sau đó có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng xanh.


Ảnh minh họa

Ông Hor và nhóm nghiên cứu đã cải tiến một loại chất xúc tác hiện có để có được một chất xúc tác mới hiện nay. Hợp chất oxit Strontium titan SrTiO3 đầy hứa hẹn, vì chúng là những vật liệu mạnh và ổn định phù hợp sử dụng trong môi trường nước. Một trong những sáng kiến của nhóm nghiên cứu là để tăng cường hoạt động xúc tác của nó bằng cách thêm một lượng nhỏ kim loại lanthanum  cung cấp thêm điểu kiện để tăng điện tích.
 
Các chất xúc tác cần thiết để hấp thụ một vừa đủ ánh sáng mặt trời để xúc tác các phản ứng hóa học vì cần phải có quang hóa học để hấp thụ nhiều ánh sáng hơn, các nhà khoa học đã cho thêm các phần tử nano vàng vào lanthanum SrTiO3 (ảnh). Những phân tử nano vàng này sẽ làm với các điện tử và như các ăng - ten tập trung năng lượng ánh sáng để tăng tốc độ phản ứng xúc tác.
 
Các cấu trúc xốp của các vi hạt tử hình cầu trên diện tích bề mặt lớn để tạo ra các điểm mù là nơi các phần tử hữu cơ đậu. Một gram vật liệu có diện tích bề mặt khoảng 100m2. Một diện tích lớn như vậy có vai trò quan trọng chứng tổ hoạt động xúc tác đạt được rất tốt- ông Hor cho biết.
 
Để chứng minh hiệu quả của các chất xúc tác này, các nhà khoa học đã nghiên cứu làm thế nào để họ có thể phân hủy được chất nhuộm rhodamine B trong nước – một loại chất ô nhiễm khó phân hủy - Trong vòng 4 giờ tiếp xúc với ánh sáng nhìn thấy được, 92% phân tử chất nhuộm màu đã biến mất, nhanh hơn nhiều so với các chất xúc tác thông thường mà thiếu các hạt nano vàng.
 
Các vi phân tử này có thể sử dụng để tách nước, Lou cho biết. Nhóm nghiên cứu thấy rằng các vi hạt với hạt nano vàng hoạt động tốt hơn trong các thí nghiệm phân tách nước hơn so với các hạt không có nano vàng, làm nổi bật tính linh hoạt và hiệu quả của các hạt vi cầu
 
Các vi phân tử này có thể sử dụng để tách nước, Lou cho biết. Nhóm nghiên cứu thấy rằng các vị hạt vơi hạt nano vàng hoạt động tốt hơn trong các thí nghiệm phân tách nước hơn so với các hạt không có nano vàng, làm nổi bật tính linh hoạt và hiệu quả của các hạt vi cầu


Tác giả bài viết: Lê Oanh (dwrm dịch)

Nguồn tin: The Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)