محققان نوع جدیدی از مواد جاذب بسیار قوی را ایجاد کردهاند که میتواند به افزایش کارایی فوتوکاتالیستها برای تولید هیدروژن و تصفیه آب کمک کند.
نتایج حاصل از این پروژه که با همکاری دانشگاه ملبورن انجام شده است، در قالب مقالهای با عنوان Photoinitiated Energy Transfer in Porous-Cage-Stabilised Silver Nanoparticles در مجله Angewandte Chemie منتشر شده است.
نویسنده اول این تحقیق از دانشگاه RMIT گفت: با افزایش سطح نانوذرات بسیار واکنشی، ما با استفاده از نور، تبدیل آب به هیدروژن را تا حد زیادی تقویت میکنیم.
در فوتوکاتالیز از نور خورشید بهعنوان منبع انرژی بیحد و حصر، برای انجام واکنشهای شیمیایی، از جمله تصفیه آب و تولید پایدار مواد غذایی و سوختهای شیمیایی صنعتی، مانند هیدروژن و متان استفاده میشود.
بنا بر اعلام ستاد توسعه فناوری نانو، نانوذرات فلزی جاذبهای بسیار خوب نور خورشید هستند، اما به خودی خود برای تبدیل آب و CO۲ به سوختهای شیمیایی مناسب نیستند.
این امر به این دلیل است که لیگاندها که به تثبیت این ذرات کمک میکنند موجب کاهش فعالیت فتوکاتالیست میشوند و توانایی آنها در انجام واکنشهای شیمیایی محدود میکنند. دلیل این امر اتصال لیگندها به واکنشپذیرترین قسمت نانوذرات است.
این محقق در ادامه افزود: در این کار ما از قفسهای مولکولی کاملاً متخلخل برای سنتز و تثبیت نانوذرات جاذب استفاده میکنیم.
قفسهای مولکول خودشان بسیار جاذب هستند و میتوانند انرژی نور جذب شده توسط نانوذرات فلزی را بپذیرند. با این کار آنها بهعنوان اسفنج برای نور تبدیل میشوند.
تخلخل آنها به واکنش دهندههایی مانند آب اجازه میدهد تا به راحتی در داخل مولکولها و نانوذرات فلزی پخش شوند، به طور قابل توجهی کارایی آب را به تبدیل هیدروژن افزایش میدهند. مرحله بعدی استفاده از مواد نیمههادی به جای نانوذرات فلزی است که میتواند کارآیی تقسیم آب را تقویت کند و اجازه دهد تا این مواد جدید را در تبدیل CO۲ نیز مورد آزمایش قرار گیرد.