理想情况下,颜料应该在光照射下具有耐腐蚀性,特别是抗紫外线辐射。从长远来看,它也应该保持白色。时至今日,业界已经用硫化锌实现了这一切,但得到的材料不适合利用其引发光催化反应的其他特性,因为颗粒表面没有电荷载体。
美国纳米能源技术公司(NanoEnergieTechnikZentrum,NETZ)的UDE化学家与姆海姆阿德鲁尔(Mlheim ad Ruhr)和工业伙伴维纳特(Venator)合作,开发出了一种替代方案:“我们将硫化锌颗粒包裹在一个保护性的氧化铝外壳中,这个外壳只有三纳米厚,一层接一层有——个原子层,”化学催化技术小组组长斯文赖欣伯格(Sven Reichenberger)博士解释说。在最初的实验室实验中,这些核壳结构被证明对高能紫外线辐射和腐蚀性介质是稳定的。
可持续能源供应的可能用途
另一个优点是,这种形式的颗粒也可以用作光催化剂,即引发由光引发的化学反应,如废水中有毒化合物的降解或水分解成氧和能量载体氢。“要做到这一点,电子必须能够穿透氧化铝壳,”赖森伯格指出。“目前还不是这样,但我们目前正在测试是否可以通过更薄的层来实现。”
如果成功,核壳结构对于光催化处理废水或将太阳能转化为可储存的能量载体将是非常有趣的。
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