Novo material limpa e divide a água

Alguns dos materiais mais úteis e versáteis hoje são os frameworks metal-orgânicos (MOFs). Os MOFs são uma classe de materiais que demonstram versatilidade estrutural, alta porosidade, propriedades ópticas e eletrônicas fascinantes, o que os torna candidatos promissores para uma variedade de aplicações, incluindo captura e separação de gás, sensores e fotocatálise. Como os MOFs são tão versáteis em seu design estrutural e utilidade, os cientistas de materiais estão testando-os atualmente em várias aplicações químicas. Uma delas é a fotocatálise, um processo em que um material sensível à luz é excitado com a luz. O excesso de energia absorvida desloca os elétrons de suas órbitas atômicas, deixando para trás “buracos de elétrons”. A geração desses pares de elétrons-furos é um processo crucial em qualquer processo de energia dependente de luz e, neste caso, permite que o MOF afete uma variedade de reações químicas.

Uma equipe de cientistas da EPFL Sion, liderada por Kyriakos Stylianou no Laboratório de Simulação Molecular, desenvolveu um sistema baseado em MOF que pode realizar não um, mas dois tipos de fotocatálise simultaneamente: produção de hidrogênio e limpeza de poluentes fora d’água. O material contém o fosforeto de níquel abundantemente disponível e barato (Ni2P), e foi encontrado para realizar fotocatálise eficiente sob luz visível, que representa 44% do espectro solar. O primeiro tipo de fotocatálise, produção de hidrogênio, envolve uma reação chamada “separação de água”. Como o nome sugere, a reação divide as moléculas de água em seus constituintes: hidrogênio e oxigênio. Uma das maiores aplicações aqui é usar o hidrogênio para células de combustível, que são dispositivos de fornecimento de energia usados ​​em uma variedade de tecnologias hoje, incluindo satélites e ônibus espaciais.

O segundo tipo de fotocatálise é referido como “degradação de poluentes orgânicos”, que se refere a processos que decompõem os poluentes presentes na água. Os cientistas investigaram este inovador sistema fotocatalítico baseado em MOF para a degradação do corante tóxico rodamina B, comumente usado para simular poluentes orgânicos. Os cientistas realizaram ambos os testes em seqüência, mostrando que o sistema fotocatalítico baseado em MOF foi capaz de integrar a geração fotocatalítica de hidrogênio com a degradação da rodamina B em um único processo. Isso significa que agora é possível usar esse sistema fotocatalítico para limpar os poluentes da água e, ao mesmo tempo, produzir hidrogênio que possa ser usado como combustível.

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Fonte: Science Daily