Materiais de dióxido de titânio hierarquicamente mesoporoso para energia e aplicações ambientais
p Representação esquemática do processo de formação de microesferas de TiO2 hierarquicamente mesoporosas com parede de poro semelhante a cristal único por meio de montagem orientada por evaporação (a). Imagem SEM de um único ultramicrotomed, microesferas de TiO2 hierarquicamente orientadas radialmente (b). Detalhe:modelos de estrutura para os canais orientados radialmente com poros intercanais. Imagem TEM de um único ultramicrotomed, microesferas de TiO2 hierarquicamente mesoporosas (c). Detalhe:O padrão SAED obtido da região dos feixes de poros cilíndricos com incidência [010]. Crédito:Science China Press
p Desde a primeira descoberta da divisão fotocatalítica da água em um TiO
2 eletrodo sob luz ultravioleta (UV), TiO
2 materiais têm sido amplamente investigados nas últimas décadas devido às suas propriedades únicas, como não toxicidade, abundância, fácil disponibilidade, e estabilidade. Para o momento, TiO
2 materiais apresentam grande potencial nas aplicações das áreas convencionais (por exemplo, pigmento, Cosmético, e pasta de dente) para as áreas mais recentes desenvolvidas, incluindo catálise, armazenamento e conversão de energia, biomedicina, remediação ambiental e assim por diante. Além de qualquer dúvida, TiO
2 materiais tornam novos candidatos para superar a energia, ambiente, e desafios de saúde que a humanidade enfrenta hoje. p Recentemente, vários TiO
2 nanomateriais com diferentes estruturas têm sido fabricados e aplicados em diferentes áreas e apresentam excelentes desempenhos. Entre eles, TiO mesoporoso
2 materiais, especialmente com estruturas mesoporosas hierarquicamente, têm recebido um interesse crescente devido às suas características atraentes, como áreas de superfície altas, grandes volumes de poros, estruturas de poros ajustáveis, e efeitos nano-confinados. Esses recursos permitem o alto desempenho de TiO hierarquicamente mesoporoso
2 materiais em muitas áreas. A alta área de superfície pode fornecer locais ativos abundantes para processos relacionados à superfície ou à interface, como adsorção e catálise. O grande volume de poros tem mostrado grande potencial no carregamento de espécies hospedeiras e na acomodação de mudanças estruturais. E a estrutura porosa pode facilitar a difusão de reagentes e produtos, que é um benefício para a cinética da reação.
p Em uma nova resenha publicada em
National Science Review , cientistas do Departamento de Química da Universidade Fudan, China, apresentar os últimos avanços na síntese de TiO hierarquicamente mesoporoso
2 materiais para energia e aplicações ambientais. Co-autores Wei Zhang, Yong Tian, Haili He, Li Xu, Wei Li, e Dongyuan Zhao resumem as estratégias sintéticas gerais (sem modelo, soft-template, e rotas hard-template e multiple-template) para TiO hierarquicamente mesoporoso
2 materiais em primeiro lugar.
p Subseqüentemente, eles revisam as morfologias representativas de TiO hierarquicamente mesoporoso
2 materiais (nanofibras, nanofolhas, micropartículas, filmes, esferas, estruturas core-shell, e arquiteturas multinível), Enquanto isso, os mecanismos sintéticos correspondentes e os fatores-chave para a síntese controlável de TiO hierarquicamente mesoporoso
2 materiais com arquiteturas diferentes são destacados. Além disso, eles discutem as aplicações de TiO hierarquicamente mesoporoso
2 materiais em termos de armazenamento de energia e proteção ambiental, incluindo degradação fotocatalítica de poluentes, geração de combustível fotocatalítico, divisão fotoeletroquímica da água, catálise química, baterias de íon de lítio e baterias de íon de sódio. Finalmente, os autores descrevem os desafios e os rumos futuros da pesquisa e desenvolvimento nesta área.
