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微波提高绿色材料清洗废水的效率-伟博体育

时间:2015-12-08     来源:新材料在线
一种制造可清洁废水的材料的新方法使得产品过程更加绿色环保,且速度要快20倍。研究人员在《applied materials today》杂志的一篇报道中介绍了如何使用微波来降低制造光催化剂需要的温度和压力。通过使用太阳能,二氧化钛和钒酸铋材料可用于清洁废水,分解其中的燃料,甚至杀死其中的细菌。虽然该过程被认为是绿色环保的,但是传统的制造材料的方法却非常消耗能量。

    如今,来自清迈大学、泰国国家纳米技术中心澳大利亚卧龙岗大学的研究人员提出了一种使用微波的一步合成法来制造钒酸铋纳米粒子,该过程不需要高温和高压。这使得这种材料真正实现了环境友好,同时会降低产品的成本和制作周期。“这些材料有非常广泛的应用前景,但是却鲜有提高其制作方法的研究。人们说光催化材料是绿色环保的,但是有时候我们生产材料的方法却并不是绿色有效的。”澳大利亚卧龙岗大学的研究人员jun chen说。

    传统来说,钒酸铋是通过水热法来制备的,过程需要高温高压条件。该过程非常消耗能量,且大约需要六个小时。这些过程设计到多次的晶相转变,从而会影响材料的结构,以及纳米粒子的尺寸和形状。在传统方法中,这些相并不能被控制,因此还需要加入另一种过程来整理这些粒子,该过程涉及到了500°的高温,会消耗更多的能量。微波法有时可用于辅助传统的水热法,用以提高最终材料的纯度和结构。而这种新方法则直接使用微波法来制备钒酸铋,因此并不需要高温和高压条件。这种新方法非常简单,且是一步完成,温度大约只需要60-90℃,从而使得工业化过程可行,且更加安全。其制备速度也非常快速——和标准的6小时相比,这种新方法只需要16分钟。

    更重要的是,这种新方法制备的钒酸铋纳米粒子非常纯净,且尺寸和形状都分布均匀。该团队通过调节ph、温度、反应时间来控制产品的相。这意味着他们可以在没有附加过程的情况下控制纳米粒子的形状和尺寸。他们也测试了这种材料对罗丹明b染料的分解效果。他们发现他们材料的光催化活性很高,和传统方法制备的钒酸铋效果一样好。“我们非常惊讶没有多少人关注这一领域,仅仅很少的文献介绍了微波法。我希望这项工作可以引起专注于绿色技术来合成无机晶体材料的材料科学家的重视。”chen说。研究人员希望这种方法可以延伸到制备金属氧化物及其复合物等。

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