Поедающий смог графеновый композит поможет бороться с загрязнением атмосферы

Международная команда партнеров проекта Graphene Flagship разработала фотокатализатор из графена и титана, разлагающий до 70% больше атмосферных оксидов азота, чем стандартные титановые наночастицы.

Группа включала исследователей из Болонского и Кембриджского университетов, Израильского технологического института и ряда других учреждений, сообщает eurekalert.org. Выводы проекта представлены в журнале Nanoscale.

Фотокатализаторы, вроде титана, считаются перспективным способом очищения атмосферы. Под действием солнечного света металл разлагает оксиды азота и летучие органические соединения, окисляя их до инертных или безвредных продуктов. Команда Graphene Flagship, работавшая под руководством Italcementi, HeidelbergCement Group, создала графеново-титановый композит, разлагающий загрязнения эффективнее титана.

Для изготовления материала использовалось отшелушивание графита в жидкой фазе (воде) при атмосферном давлении. Ученые получили нанокомпозит, который можно нанести на поверхности для пассивного очищения воздуха. При покрытии улиц или стен, безвредные продукты фотораспада будут смываться дождем или механически.

Команда протестировала продукт на NOx, отметив заметное улучшение фотокаталитической деградации, по сравнению с титаном. Ученые также использовали родамин В как модель ЛОС. Композит разлагал на 40% больше вещества в воде под действием ультрафиолетовых лучей.

«Объединение графена и титана дало отличные результаты в порошковой форме. Продукт можно использовать на различных материалах для улучшения среды. Он экологически дружественный и неприхотливый, требует только солнечную энергию для работы», — сказал Марко Гойсис, координатор из Italcementi.

Коммерческое использование материала пока невозможно. Необходимо удешевить производство графена и углубить взаимодействие катализатора с основанием. Сверхбыстрая нестационарная абсорбционная спектроскопия показала процесс передачи электронов от титана к хлопьям графена. Он снижал скорость рекомбинации заряда, повышая эффективность реакций. Это значит, что можно разлагать больше молекул загрязнителя.

Italcementi также разрабатывает электропроводящий композит из графена и бетона, способного обогревать помещение под действием тока.