Os grupos de retirada de elétrons foram introduzidos seletivamente na borda das nanofolhas de g-C3N4 para uma foto desinfecção. Crédito:TENG Zhenyuan e YANG Nailiang
Cientistas de todo o mundo têm se esforçado para resolver o problema global da escassez de água potável. Cientistas chineses agora relatam uma nova maneira de purificar água rica em patógenos com alta eficiência e sem o uso de metal.
Com um fotocatalisador livre de metal desenvolvido em conjunto por pesquisadores da Universidade de Yangzhou (YZU) e do Instituto de Engenharia de Processos (IPE) da Academia Chinesa de Ciências, este método pode fornecer água potável padrão em 30 minutos com eficiência de desinfecção acima de 99,9999 por cento sob irradiação de luz visível. Esta descoberta foi publicada em Chem em 24 de janeiro.
A desinfecção fotocatalítica é uma abordagem promissora devido ao seu baixo custo e uso direto da luz solar. Contudo, os atuais catalisadores de nanomateriais à base de metal populares podem levar à poluição secundária devido à liberação inevitável de íons metálicos. Fotocatalisadores livres de metal desenvolvidos posteriormente, Contudo, têm uma eficiência muito menor.
"Nós investigamos um método fácil de química úmida para introduzir seletivamente certos grupos nas bordas do nitreto de carbono grafítico (g-C 3 N 4 ) nanofolhas, "disse WANG Dan, investigador principal do IPE.
Esses grupos introduzidos não apenas induziram uma curvatura para cima de sua faixa de energia, melhorando a adsorção de moléculas de oxigênio, mas também promoveu a separação de pares elétron-buraco foto-gerados, de acordo com WANG.
"Sua taxa de desinfecção de primeira ordem foi cinco vezes maior do que a dos melhores fotocatalisadores livres de metal relatados anteriormente, com apenas 1/10 de consumo de catalisador, "disse WANG Chengyin da YZU. A atividade catalítica também foi comparável ao melhor fotocatalisador à base de metal.
Além disso, este fotocatalisador pode ser fixado em substratos, reduzindo significativamente a ecotoxicidade potencial causada por nanomateriais dispersos em água potável.
Um protocolo fácil para incorporar este fotocatalisador sem metal em dispositivos portáteis para desinfecção de água altamente eficiente está agora disponível, de acordo com os pesquisadores.
"Este trabalho apresenta uma estratégia de preparação fácil para catalisadores de foto-desinfecção isentos de metal altamente eficientes, "disse WANG Dan." Ele também fornece uma nova estratégia para controlar as densidades de carga da superfície de materiais de carbono. "
