Нагойский технологический институт в Японии разработал процесс синтеза композитных частиц оксида молибдена и углерода.

Технология опреснения морской воды с использованием интерфейсной солнечной генерации пара (ISVG) рассматривается как экономичный и чистый процесс производства питьевой воды; следовательно, она была признана как горячее слово.Эта технология Технологического института Нагойи использовала входную солнечную энергию, которая была поглощена теплом, которое было заложено около поверхности воды, создавая пресной воду невероятно эффективной при испарении воды.Существующие проблемы связаны с ограничениями диапазона поглощения света катализаторами фототермального преобразования, в связи с чем повышение эффективности преобразования энергии остается одной из проблем.

Технологический институт Нагои в Японии разработал процесс, который позволяет синтезировать увлажненные частицы оксида молибдена и углерода при нормальной температуре и в ограниченное время.Оксид молибдена под видимым светом демонстрирует превосходную способность поглощать свет в ближнем инфракрасном диапазонеТехнологический институт Нагойи намерен допировать коммерчески доступный MoO3 ионами водорода в этом исследовании для синтеза мезостабилизированного MoOx (HxMoO3-y и MoO2).

В качестве нового метода синтеза исследовательская группа сосредоточилась на механино-химическом процессе, обработке полипропилена (PP), общего пластика, с коммерчески доступным оксидом молибдена в течение короткого времени для синтеза композитных частиц оксида молибдена и углерода при комнатной температуре.Исследовательская группа оценила механизм реакции путем оценки или анализа структуры синтезированного материала, теоретического расчета энергии обработки и изучения зависимости поведения дегазирования от условий синтеза, и подтвердила, что реакция между материалами (MoO3-PP) способствует разложению ПП и восстановлению оксида молибдена, ПП превращается в углерод в процессе реакции, чтобы сформировать композитную структуру.

Вновь разработанные композитные частицы демонстрируют высокое поглощение света в ультрафиолетовом и ближнем инфракрасном диапазонах от 200 до 2000 нм.Кроме того, когда экспериментальный лист носителя катализатора фототермального преобразования плавал на поверхности воды и облучивался ближним инфракрасным светом, температура немедленно повышалась, а локальная температура вблизи поверхности воды стала высокой.Помимо скорости испарения воды, достигающей 3,29 кг м-2 ч-1, было подтверждено, что его эффективность преобразования энергии составляла около 90% и обладала долгосрочной стабильностью.

С другой стороны, благодаря формированию композитной структуры была также продемонстрирована фотокаталитическая функция преобразования световой энергии в химические реакции.Было подтверждено, что путем стимулирования окислительного разложения функции фотокатализатора загрязняющие вещества азо-красителя (метил-оранжевый) могут разлагаться и удаляться в короткое время под видимым светом или ближним инфракрасным облучением.

Кроме того, по результатам идентификации механизма фотокаталитической реакции и оценки электронной структуры синтезированного материала известно, что контроль состава фазы MoOx очень важен для максимизации производительности.Кроме того, было подтверждено, что загрязнители или тяжелые металлы могут быть эффективно удалены даже в отсутствие светового облучения.После анализа было подтверждено, что поверхностная структура побочного продукта углерода способствует улучшению функции кислотного катализатора или ионной адсорбционной способности.

Используя недавно разработанную технологию, можно достичь стабильной производительности даже когда солнечный свет не может быть использован, и дальнейшее содействие развитию стабильной технологии снабжения питьевой водой.Кроме того, механикохимический процесс, использованный в этом исследовании, может быть применен к любому виду пластика или оксида и, как ожидается, поможет улучшить функцию существующего сырья и способствовать утилизации отходов пластика.

В будущем исследовательская группа будет оценивать технические характеристики оборудования, способные достичь стабильного качества при расширении масштабов процесса синтеза, инвестировать в анализ химической структуры или ограничивающие факторы окружающей среды, определяющие многофункциональность, а также содействовать строительству крупномасштабных пилотных систем или наружной проверки, с тем чтобы расширить практические возможности технологии опреснения с использованием катализаторов следующего поколения.