Les groupes électroattracteurs ont été introduits sélectivement sur le bord des nanofeuillets de g-C3N4 pour une photo désinfection. Crédit :TENG Zhenyuan et YANG Nailiang
Les scientifiques du monde entier se creusent la tête pour résoudre le problème mondial de la pénurie d'eau potable. Les scientifiques chinois rapportent maintenant une nouvelle façon de purifier l'eau riche en agents pathogènes avec une grande efficacité et sans utiliser de métal.
Avec un photocatalyseur sans métal développé conjointement par des chercheurs de l'Université de Yangzhou (YZU) et de l'Institut de génie des procédés (IPE) de l'Académie chinoise des sciences, cette méthode peut fournir de l'eau potable standard en 30 minutes avec une efficacité de désinfection de plus de 99,9999% sous irradiation à la lumière visible. Cette découverte a été publiée dans Chimie le 24 janvier.
La désinfection photocatalytique est une approche prometteuse en raison de son faible coût et de l'utilisation directe de la lumière solaire. Cependant, les catalyseurs actuels de nanomatériaux à base de métaux populaires peuvent entraîner une pollution secondaire en raison de la libération inévitable d'ions métalliques. Des photocatalyseurs sans métal développés plus tard, cependant, ont une efficacité bien moindre.
"Nous avons étudié une méthode chimique humide facile pour introduire de manière sélective certains groupes sur les bords du nitrure de carbone graphitique (g-C
Ces groupes introduits ont non seulement induit une flexion vers le haut de leur bande d'énergie, améliorer l'adsorption des molécules d'oxygène, mais a également favorisé la séparation des paires électron-trou photo-générées, selon WANG.
"Son taux de désinfection de premier ordre était cinq fois plus élevé que celui des meilleurs photocatalyseurs sans métal précédemment rapportés avec seulement 1/10 de consommation de catalyseur, " a déclaré WANG Chengyin de YZU. L'activité catalytique était également comparable au meilleur photocatalyseur à base de métal.
De plus, ce photocatalyseur peut être fixé sur des substrats, réduisant ainsi considérablement l'écotoxicité potentielle causée par les nanomatériaux dispersés dans l'eau potable.
Un protocole facile pour incorporer ce photocatalyseur sans métal dans des appareils portables pour une désinfection de l'eau très efficace est maintenant disponible, selon les chercheurs.
"Ce travail présente une stratégie de préparation facile pour des catalyseurs de photo-désinfection sans métal très efficaces, " a déclaré WANG Dan. " Il fournit également une nouvelle stratégie pour contrôler les densités de charge de surface des matériaux carbonés. "
