Une équipe de scientifiques des matériaux a récemment décrit l'état de l'induction de la piézoélectricité dans le rutile déformé TiO2 pour une dégradation améliorée du chlorhydrate de tétracycline par photopiézocatalyse. L'équipe était dirigée par le professeur Qi Li de l'Université Jiaotong du Sud-Ouest à Chengdu, en Chine.
Diverses stratégies de conception de matériaux ont été développées pour améliorer les performances photocatalytiques du TiO2 . Cependant, aucun rapport n'est disponible sur les applications de la stratégie de photopiézocatalyse sur TiO2 en raison de son manque de piézoélectricité.
Ici, ils ont développé un processus de gravure au sel fondu à basse température pour créer du TiO2 rutile. nanoparticules par gravure [MgO6 ] octaèdres éloignés de MgTiO3 par NH4 fondu Cl, au cours de laquelle une distorsion du réseau s'est produite dans TiO2 . La distorsion du réseau conduit à une réponse piézoélectrique dans l'échantillon, qui est ensuite appliquée dans le domaine de la photocatalyse, améliorant ainsi les performances de dégradation des antibiotiques.
L'équipe a publié son article dans le Journal of Advanced Ceramics. .
Dans cet article, un processus de gravure aux sels fondus à basse température a été développé avec MgTiO3 comme matière première et NH4 Cl sous forme de sel fondu. En gravant [MgO6 ] octaèdres éloignés de MgTiO3 dans ce processus de synthèse spécifique, le rutile TiO2 nanoparticules (le ER-TiO2 échantillon) ont été créés avec un réseau cristallin déformé, comme le démontre l'analyse de raffinement XRD Rietveld.
En brisant la symétrie de la structure du rutile TiO2 à travers la distorsion du réseau, l'ER-TiO2 L'échantillon a été doté pour la première fois d'une réponse piézoélectrique inhabituelle et intéressante, comme l'a révélé l'analyse par microscopie à force de réponse piézoélectrique (PFM).
En tant que type important de contaminant émergent, la contamination par les produits pharmaceutiques et de soins personnels (PPCP) suscite des inquiétudes croissantes. Le chlorhydrate de tétracycline (TC-HCl) est un antibiotique à large spectre couramment utilisé, et sa libération dans l'eau et le sol provoque de graves problèmes de pollution environnementale et constitue une menace pour les êtres humains.
Grâce à l'introduction de la piézoélectricité, il a été découvert que le ER-TiO2 L'échantillon présentait un effet de dégradation photocatalytique amélioré sur le chlorhydrate de tétracycline (TC – HCl) sous éclairage visible par rapport à son rutile TiO2 disponible dans le commerce. homologue de nanoparticules.
Plus important encore, son efficacité de dégradation TC-HCl était largement améliorée de 71 % par rapport à ses performances de dégradation photocatalytique lorsque l'effet photopiézocatalytique synergique était présent.
"L'approche de photopiézocatalyse pourrait constituer une nouvelle stratégie pour l'amélioration des performances photocatalytiques du TiO2 de l'introduction de la piézoélectricité à la création d'une distorsion de réseau", a déclaré le professeur Li.
Parmi les autres contributeurs figurent Jinghui Wang du Laboratoire national de Shenyang pour la science des matériaux, Institut de recherche sur les métaux, Académie chinoise des sciences, Shenyang, Chine.
Plus d'informations : Taotao Xia et al, Induisant la piézoélectricité dans le rutile déformé TiO2 pour une dégradation améliorée du chlorhydrate de tétracycline par photopiézocatalyse, Journal of Advanced Ceramics (2024). DOI :10.26599/JAC.2024.9220855
Fourni par Tsinghua University Press
