Vật liệu quang xúc tác đồng thời làm sạch nước và sản xuất hydro

11:27 SA @ Thứ Năm - 13 Tháng Sáu, 2019

Một trong những vật liệu đa năng và hữu ích nhất ngày nay là hợp chất khung cơ kim (MOF). MOF là hạng vật liệu thể hiện tính đa dạng cấu trúc với độ xốp cao và những tính chất quang học, điện tử xuất sắc, khiến cho chúng có triển vọng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như thu giữ và tách khí, cảm biến, quang xúc tác,..

Vừa qua, một nhóm nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm mô phỏng phân tử, Viện Công nghệ liên bang Thụy Sĩ, đã phát triển một hệ xúc tác mới dựa trên vật liệu MOF, có khả năng thực hiện không chỉ một mà hai dạng phản ứng quang xúc tác đồng thời, đó là sản xuất hydro và loại bỏ chất nhiễm bẩn ra khỏi nước. Nguyên liệu chính để chế tạo vật liệu mới là niken phosphua (Ni2P) rẻ tiền và sẵn có. Vật liệu này có khả năng thực hiện phản ứng quang xúc tác dưới tác động của ánh sáng hữu hình (chiếm 44% quang phổ của ánh sáng Mặt Trời).

Dạng đầu tiên của phản ứng quang xúc tác nói trên là quá trình phân tách nước. Một trong những ứng dụng lớn nhất của phản ứng này là sản xuất hydro cho pin nhiên liệu - nguồn cung cấp năng lượng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghệ ngày nay, kể cả các thiết bị vệ tinh và tàu vũ trụ.

Dạng phản ứng quang xúc tác thứ hai là phản ứng phân hủy các các chất nhiễm bẩn trong nước. Các nhà khoa học đã khảo sát hệ thống quang xúc tác mới này về khả năng phân hủy thuốc nhuộm rhodamin B độc tính cao, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghệ sinh học, ví dụ làm phẩm nhuộm phát huỳnh quang.

Kết quả thử nghiệm của các nhà khoa học Thụy Sĩ cho thấy, hệ quang xúc tác MOF đã kết hợp phản ứng quang xúc tác sản xuất hydro với phản ứng phân hủy rhodamin B trong cùng một quá trình. Điều đó có nghĩa là có thể sử dụng hệ quang xúc tác này để làm sạch các các chất nhiễm bẩn trong nước đồng thời sản xuất hydro để sử dụng làm nhiên liệu.

Các chuyên gia trong ngành cho rằng, hệ xúc tác không sử dụng kim loại quý nói trên sẽ mang lĩnh vực phản ứng quang xúc tác tiến gần hơn đến các ứng dụng thực tế, sử dụng năng lượng của ánh sáng Mặt Trời.

LH

Theo ScienceDaily, 11/2018

TIN KHÁC

Tin mới