烟雾般的石墨烯复合材料减少了大气污染与阳光

烟雾般的石墨烯复合材料减少了大气污染。

石墨烯旗舰合作伙伴博洛尼亚大学博洛尼亚大学，北京，巢穴，伊斯兰特·伊拉伯因·海德尔伯格集团，以色列理工大学，剑桥大学，剑桥大学已经开发了一个石墨烯-TITANIA光催化剂，可逐渐降低70％大气氮氧化物（NOx）比标准的二氧化钛纳米颗粒在真正的污染物上试验。

大气污染是一个不断增长的问题，特别是在城市地区和不行发达国家的问题。根据世界卫生组织的说法，每九个死亡中的一次可能归因于空气污染造成的疾病。有机污染物，例如氮氧化物和挥发性化合物，是主要原因，它们主要由车辆尾气和工业发射。

为了解决这个问题，研究人员不断寻找新的方式来消除更多污染物，以及泰坦尼亚等光催化剂是做到这一点的好方法。当钛乃暴露在阳光下时，它会降低氮氧化物 - 这对表面的人体健康和挥发性有机化合物非常有害，氧化成惰性或无害的产品。

光催化剂比实际污染物的试验中的标准二氧化钛纳米粒子（NOx）降解高达70％的大气氮氧化物（NOx）。

现在，由Italcementi，Heidelbecce Group，Italiancei，Italiancei的Photocatalytic涂料工作的石墨烯旗舰队开发出一种新的石墨烯-TITANIA复合材料，具有比裸二氮的更强大的光降解性能。“我们回答了旗舰呼吁，并决定将石墨烯夫妇到最常用的光催化剂，巨头，提高光催化作用，”Italcementi的研究协调员Marco Goisis评论。“光催化是我们将环境中吸入环境的最强大方式之一，因为该过程不会消耗光催化剂。它是由太阳灯激活的反应，“他继续。

通过进行石墨的液相剥离 - 一种在二氧化钛纳米颗粒的存在下产生石墨烯的方法，其使用仅使用水和大气压，它们产生了一种新的石墨烯-TITANIA纳米复合材料，可以涂覆在材料表面上以被动地去除污染物从空中。如果涂层适用于街道上的混凝土或建筑物的墙壁上，可以通过雨风或风冲走无害的光降解产品，或者手动清洗。

为了测量光降解效果，该团队对NOx进行了对NOx的新光催化剂，并记录了与标准二氧化钛相比的光催化降解氮氧化物的声音改善。它们还将罗丹明B用作挥发性有机污染物的模型，因为其分子结构非常类似于车辆，工业和农业发出的污染物。他们发现，在紫外线照射下，石墨烯-TITANIA复合材料比石墨烯-TITANIA复合材料降解了40％的罗丹明B.“对TiNANIA的偶联石墨烯给了我们优异的粉末形式的结果 - 它可以应用于不同材料，其中混凝土是广泛使用的一个很好的例子，帮助我们实现更健康的环境。这是低维护和环保的，因为它只是需要太阳的能量而且没有其他投入，“Goisis说。但是在商业规模上使用之前存在挑战。需要更便宜的大规模生产石墨烯的方法。催化剂和主体材料之间的相互作用需要加深以及研究在室外环境中的光催化剂的长期稳定性。

超快瞬态吸收光谱测量显示从二氧化钛到石墨烯薄片的电子转移过程，降低电荷重组率并提高反应物种光保护的效率 - 意味着更多的污染物分子可能会降低。

新琳冯，石墨烯旗舰工作包的功能泡沫和涂料，解释说：“应用于建筑物的水泥基质中的光催化可能具有很大的效果来减少NOx并使表面的自清洁来降低空气污染 - 所谓的”烟雾饮食“效果。石墨烯有助于改善催化剂如二氧化钛的光催化行为，增强水泥的机械​​性能。在本出版物中，石墨烯旗舰合作伙伴通过一步的步骤制备了石墨烯-TITANIA复合材料，以扩大和改善“烟雾进食”水泥的接地发明。制备的复合材料显示出增强的光催化活性，污染物比模型研究中的原始二氧化钛增加了40％，并且具有类似的程序的NOx高达70％。此外，使用超快瞬态吸收光谱简要研究了这种改进的基础的机制。“

EnricoBorgarello，Italcementi的全球产品创新总监是世界上最大的水泥生产商之一的海德尔伯格集团之一：“将石墨烯集成到巨毛中以产生新的纳米复合材料是成功的。纳米复合材料表现出大气压催化降解的强烈改善，其促进了二氧化钛的作用。这是一个非常显着的结果，我们期待在不久的将来实现光催化纳米复合材料以获得更好的空气质量。“

将石墨烯掺入混凝土中的原因不会在此停留。Italcementi也在致力于另一种产品 - 一种导电石墨烯混凝土综合，今年2月在移动世界大会上展示。当包括在地板中的层时，当电流通过时，它可以释放热量。Goisis评论：“你可以加热你的房间或路面，而不使用水箱或锅炉的水。这为未来的智能城市创新开辟了大门 - 特别是自感混凝土，“这可能检测混凝土结构中的压力或应变，并监测结构缺陷，如果结构完整性接近故障，则提供警告信号。

Andrea C. Ferrari，石墨岛科技官，其管理小组的石墨舞厅和主席，补充说：“越来越多的公司现在是合作伙伴，或者石墨烯旗舰成员，因为他们认识到新的和改进技术的潜力。在这项工作中，意大利领域在建筑材料领域的迭代术说明了石墨烯对环境污染物的降解的清晰。这不仅可以拥有商业效益，而且，最重要的是，通过导致更清洁和更健康的环境来利益。“

参考：“剥落的石墨-TiO2纳米粒子复合材料的光催化活性”通过Gloria Guidetti，Eva Aa Pogna，Lucia alombardi，Flavia Tomarchio，Iryna Polishchuk，Rick RM Joosten，亚历山德罗Ianire，Giancarlo Soavi，Nico AJM Sommerdijk，Heiner Friedrich，Boaz Pokroy，Anna K 。OTT，Marco Goisis，Francesco Zerinetto，Giuseppe Falini，Matteo Calvaresi，Andrea C. Ferrari，Giulio Cerullo和Marco Montalti，2019年10月18日，NanoScale.doi：
10.1039 / C9NR06760D