.jpg)
Academia Română a fost creată în 1866 pentru a cristaliza cele mai înalte valori intelectuale din provinciile românești într-o societate erudită menită să consolideze identitatea națională pe baza a patru componente esențiale: limbă și literatură, istorie, etnografie și cultură. La...
Eco-Projects for Environment: INCDFM a creat noi materiale şi tehnologii īmpotriva poluanţilor din mediul apos
Noi fotocatalizatori, cu mare eficienţă în spectrul vizibil, capabili să descompună poluanţi periculoşi existenţi în mediul apos, au fost dezvoltaţi în cadrul proiectului NANOTICATPOL. Programul a fost efectuat în perioada 2006-2008 de către un consorţiu de şapte parteneri, condus de Institutul Naţional de C-D pentru Fizica Materialelor (INCDFM).
Proiectul NANOTICATPOL a condus la elaborarea a trei tehnologii de laborator şi a cinci noi fotocatalizatori, la publicarea a 14 lucrări în reviste ştiinţifice de înalt nivel, la prezentarea a 20 lucrări la 17 conferinţe internaţionale, ca şi la participarea la două proiecte europene. Fotocatalizatorii rezultaţi, aplicaţi în apele reziduale ale combinatului SOMEŞ Dej, au condus la degradarea a patru poluanţi majori (2,6-diclorfenol, 1,2,3- triclorbenzen, ametrin şi triclorsan), într-un interval cuprins între 2-7 ore şi într-o proporţie cuprinsă între 92-100%.
Fotocataliza este o reacţie care foloseşte lumina pentru a activa o substanţă care modifică viteza unei reacţii chimice, fără ca aceasta să fie implicată. În mod uzual, sunt selectaţi drept fotocatalizatori semiconductorii, deoarece au o bandă interzisă îngustă între benzile de valenţă şi conducţie. Dioxidul de titan este cel mai folosit, deoarece are multe avantaje (inert chimic, rezistent la coroziune, ieftin). Totuşi, acest fotocatalizator necesită lumină ultravioletă, fapt ce reduce semnificativ posibilitatea utilizării luminii solare.
Proiectul sus menţionat a încercat să rezolve o serie de probleme specifice fotocatalizatorilor pe bază de TiO2: a) pentru creşterea suprafeţei specifice au fost obţinute particule nanometrice b)pentru a reduce energia benzii interzise s-a realizat dopajul cu anumite metale, lumina vizibilă furnizând astfel suficientă energie pentru a genera perechi e - / h + c) prevenirea efectelor de recombinare a perechilor electron-gol prin co-dopaj cu două elemente (de ex. Fe şi Eu).
Investigarea aplicabilităţii sistemelor fotocatalitice în tratarea eficientă a apei poluate cu substanţe toxice este un subiect de mare actualitate pentru cercetarea modernă. În acest scop au fost preparaţi fotocatalizatori pe bază de TiO2 dopaţi prin 7 metode fizico-chimice diferite: sinteză solvotermală, sinteză mecano-chimică, sol-gel, uscare supracritică (aerogel), pulverizare în radiofrecvenţă, depunere în fascicole laser pulsate (PLD) şi piroliză laser.
Elementele de dopaj au fost prezente în cantităţi minimale de câteva procente atomice şi aparţin categoriilor:
a) metale de tranziţie (în special Fe);
b) pământuri rare (în special Eu şi Ce); c) anioni.
A urmat o etapă laborioasă, presupunând un mare efort de cunoaştere şi expertiză, care a constat în caracterizarea prin metode fizice a noilor fotocatalizatori. Difracţia de raze X şi spectroscopia Raman au permis identificarea compoziţiei fazice care influenţează decisiv proprietăţile fotocatalitice. Microscopia electronică prin transmisie, cea de înaltă rezoluţie, ca şi microscopia de forţă atomică, a permis măsurarea dimensiunilor nanometrice ale particulelor. Au fost utilizate şi alte tehnici de analiză, cum ar fi spectroscopia de fotoelectroni de raze X (XPS) sau spectroscopia de structură fină extinsă prin absorbţie de raze X (EXAFS). În primul caz, se poate determina compoziţia chimică a materialului pe o adâncime de 10 nm, iar în al doilea caz se obţin informaţii privind anumite înconjurări atomice (de exemplu în jurul atomilor de dopant). Aceste tehnici au arătat că particulele au dimensiuni corespunzătoare, suprafeţe specifice mari, o compoziţie fazică adecvată, iar elementele de dopaj sunt prezente în structura lor.
Faza ulterioară de evaluare a proprietăţilor fotocatalitice a presupus mai întâi lucrul pe substanţe de referinţă (acid salicilic, metil orange), care a arătat că randamentele cele mai bune sunt realizate în cazul probelor de TiO2, obţinute prin sinteza solvotermală sau prin uscare supracritică. În continuare, au fost făcute teste fotocatalitice privind degradarea a patru poluanţi majori
(2,6-diclorfenol, 1,2,3-triclorbenzen, ametrin şi triclorsan) identificaţi prin spectrometrie de masă şi cromatografie în faza gazoasă în apele reziduale de la SOMEŞ Dej. Concluzia a fost că fotocatalizatorii preparaţi conduc la degradarea substanţelor menţionate într-un interval cuprins între 2-7 ore şi într-o proporţie cuprinsă între 92-100%.
Dr. CSI Florin Vasiliu
Director Ştiinţific
Institutul Naţional de C-D pentru Fizica
Materialelor, Bucureşti
Parerea ta conteaza: 
