Các nhà nghiên cứu OSU phát triển chất xúc tác làm tinh chế nước do thuốc diệt cỏ, tạo ra hydro

Các nhà nghiên cứu OSU phát triển chất xúc tác làm tinh chế nước do thuốc diệt cỏ, tạo ra hydro

    Các nhà nghiên cứu OSU phát triển chất xúc tác làm tinh chế nước do thuốc diệt cỏ, tạo ra hydro

    Researchers in the Oregon State University College of Science have developed a dual-purpose catalyst that purifies herbicide-tainted water while also producing hydrogen

     

    Kyriakos Stylianou, Đại học Khoa học OSU
    Các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học Đại học bang Oregon đã phát triển một chất xúc tác đa năng, làm tinh chế nước do thuốc diệt cỏ trong khi cũng sản xuất hydro
    CORVALLIS, Ore. (KTVZ)-Các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Khoa học của Đại học bang Oregon đã phát triển một chất xúc tác đa năng nhằm làm sạch nước bị nhiễm thuốc diệt cỏ trong khi cũng sản xuất hydro.

    Dự án, bao gồm các nhà nghiên cứu từ Đại học Kỹ thuật OSU và HP Inc. rất quan trọng vì ô nhiễm nước là một thách thức lớn trên toàn cầu, và hydro là một loại nhiên liệu sạch, có thể tái tạo.

    Những phát hiện của nghiên cứu, trong đó khám phá các chất xúc tác quang hóa, đã được xuất bản hôm thứ Năm trên Tạp chí ACS Tatalysis.

    Chúng tôi có thể kết hợp quá trình oxy hóa và giảm thành một quy trình duy nhất để đạt được một hệ thống quang xúc tác hiệu quả. Quá trình oxy hóa xảy ra thông qua phản ứng phân hủy quang điện và giảm thông qua phản ứng tiến hóa hydro.

    Chất xúc tác là một chất làm tăng tốc độ của một phản ứng hóa học mà không cần phải trải qua bất kỳ thay đổi hóa học vĩnh viễn nào.

    Photocatalys là vật liệu hấp thụ ánh sáng để đạt đến mức năng lượng cao hơn và có thể sử dụng năng lượng đó để phá vỡ các chất gây ô nhiễm hữu cơ thông qua quá trình oxy hóa. Trong số các chất xúc tác quang, nhiều ứng dụng là lớp phủ tự làm sạch cho các bức tường, sàn, sàn, trần và đồ nội thất.

    Stylianou, trợ lý giáo sư hóa học, đã dẫn đầu nghiên cứu, liên quan đến các chất xúc tác quang titan dioxide có nguồn gốc từ khung kim loại-hữu cơ, hoặc MOF.

    Được tạo thành từ các ion kim loại tích điện dương được bao quanh bởi các phân tử liên kết hữu cơ, MOF là các vật liệu tinh thể, xốp với các đặc tính cấu trúc có thể điều chỉnh và lỗ chân lông nano. Chúng có thể được thiết kế với một loạt các thành phần xác định các thuộc tính MOF.

    Khi MOFS, nung - sưởi ấm cao mà không cần tan chảy - có thể tạo ra các vật liệu bán dẫn như titan dioxide. Titanium dioxide là chất xúc tác quang được sử dụng phổ biến nhất, và nó được tìm thấy trong khoáng chất anatase, rutile và brookite.

    Stylianou và các cộng tác viên bao gồm Lítney Árnadóttir của Đại học Kỹ thuật OSU và William Stickle của HP đã phát hiện ra rằng anatase pha tạp với nitơ và lưu huỳnh là một loài chim tốt nhất, một chất photocataly đá để tạo ra hydro.

    Glyphosate, còn được gọi là N-phosphonomethyl glycine hoặc PMG, đã được phun rộng rãi trên các lĩnh vực nông nghiệp trong 50 năm qua kể từ lần đầu tiên xuất hiện trên thị trường dưới tên thương mại.

    Chỉ có một tỷ lệ nhỏ trong tổng số lượng PMG được áp dụng được áp dụng bởi các loại cây trồng và phần còn lại đến môi trường, theo Sty Stylianou. Điều đó gây ra những lo ngại liên quan đến việc lọc PMG vào đất và nước ngầm, cũng cần phải - nước bị ô nhiễm có thể gây bất lợi cho sức khỏe của mọi sinh vật trên hành tinh. Và thuốc diệt cỏ lọc vào các kênh nước là nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước.

    Trong số một loạt các hợp chất trong đó tìm thấy hydro, nước là phổ biến nhất và tạo ra hydro bằng cách phân tách nước thông qua quang xúc tác là sạch hơn và bền vững hơn so với phương pháp thông thường của hydro-từ khí đốt tự nhiên thông qua quá trình sản xuất carbon-dioxide được biết đến như cải cách khí mêtan.

    Hydrogen phục vụ nhiều mục đích khoa học và công nghiệp ngoài vai trò liên quan đến năng lượng. Nó được sử dụng trong pin nhiên liệu cho ô tô, trong việc sản xuất nhiều hóa chất bao gồm amoniac, trong quá trình tinh chế kim loại và trong sản xuất nhựa.

    Nước là một nguồn hydro phong phú, và quang xúc tác là một cách khai thác vào trái đất, năng lượng mặt trời phong phú để sản xuất hydro và khắc phục môi trường, theo St Stylianou. Chúng tôi đang chỉ ra rằng thông qua quang xúc tác, có thể tạo ra nhiên liệu tái tạo trong khi loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ hoặc chuyển đổi chúng thành các sản phẩm hữu ích.

    Sự hợp tác bao gồm sinh viên tốt nghiệp Emmanuel Musa, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Sumandeep Kaur và sinh viên Trenton Gallagher và Thao Mi Anthony cũng đã thử nghiệm chất photocataly của nó chống lại nước bị nhiễm nước khác bởi hai loại thuốc diệt cỏ thường được sử dụng, glufosinate ammonium và 2,4-dichlorophenyacetic. Nó làm việc trên nước cũng chứa chúng - thậm chí nước với hai hợp chất đó cộng với PMG.

    Nghiên cứu được tài trợ bởi Bộ Hóa học OSU, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và Quỹ Khoa học Quốc gia.

    Zalo
    Hotline