Los grupos sustractores de electrones se introdujeron selectivamente en el borde de las nanohojas de g-C3N4 para una fotodesinfección. Crédito:TENG Zhenyuan y YANG Nailiang
Los científicos de todo el mundo se han estado devanando los sesos para resolver el problema global de la escasez de agua potable. Los científicos chinos ahora informan de una nueva forma de purificar agua rica en patógenos con alta eficiencia y sin utilizar metales.
Con un fotocatalizador sin metales desarrollado conjuntamente por investigadores de la Universidad de Yangzhou (YZU) y el Instituto de Ingeniería de Procesos (IPE) de la Academia de Ciencias de China, este método puede proporcionar agua potable estándar en 30 minutos con una eficiencia de desinfección superior al 99,9999 por ciento bajo irradiación de luz visible. Este descubrimiento fue publicado en Chem el 24 de enero.
La desinfección fotocatalítica es un enfoque prometedor debido a su bajo costo y al uso directo de la luz solar. Sin embargo, Los populares catalizadores de nanomateriales a base de metales actuales pueden provocar una contaminación secundaria debido a la inevitable liberación de iones metálicos. Fotocatalizadores libres de metales desarrollados más tarde, sin embargo, tienen una eficiencia mucho menor.
"Investigamos un método químico húmedo fácil para introducir selectivamente en el sitio ciertos grupos en los bordes del nitruro de carbono grafítico (g-C 3 norte 4 ) nanohojas, "dijo WANG Dan, investigador principal del IPE.
Estos grupos introducidos no solo indujeron una flexión hacia arriba de su banda de energía, mejorar la adsorción de moléculas de oxígeno, sino que también promovió la separación de pares de agujeros de electrones fotogenerados, según WANG.
"Su tasa de desinfección de primer orden fue cinco veces mayor que la de los mejores fotocatalizadores libres de metales informados anteriormente con solo 1/10 de consumo de catalizador, ", dijo WANG Chengyin de YZU. La actividad catalítica también fue comparable a la del mejor fotocatalizador a base de metal.
Es más, este fotocatalizador se puede fijar sobre sustratos, reduciendo así significativamente la ecotoxicidad potencial causada por nanomateriales dispersos en agua potable.
Ahora está disponible un protocolo fácil para incorporar este fotocatalizador sin metales en dispositivos portátiles para una desinfección de agua altamente eficiente. según los investigadores.
"Este trabajo presenta una estrategia de preparación fácil para catalizadores de fotodesinfección sin metales altamente eficientes, ", dijo WANG Dan." También proporciona una nueva estrategia para controlar las densidades de carga superficial de los materiales de carbono ".
