Notícia

Novo composto de grafeno pode ajudar a reduzir a poluição atmosférica

Fonte

Universidade de Cambridge

Data

sexta-feira, 6 dezembro 2019 17:50

Áreas

Qualidade do Ar. Poluição Atmosférica. Tecnologias.

Trabalhando em colaboração com o Italcementi HeidelbergCement Group e outros parceiros, cientistas da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, desenvolveram um fotocatalisador que degrada até 70% mais óxidos de nitrogênio atmosférico (NOx) do que as nanopartículas de dióxido de titânio (titânia) padrão em testes com poluentes reais.

A poluição atmosférica é um problema crescente, principalmente nas áreas urbanas e nos países em desenvolvimento. Segundo a Organização Mundial da Saúde, uma em cada nove mortes no mundo pode ser atribuída a doenças causadas pela poluição do ar. Poluentes orgânicos, como óxidos de nitrogênio e compostos voláteis, são a principal causa da poluição do ar e são emitidos principalmente por escapamentos de veículos e pela indústria.

Enquanto os pesquisadores estão desenvolvendo novas tecnologias e fontes de energia que reduzirão drasticamente o volume de poluentes emitidos para a atmosfera, eles também estão em busca de novas maneiras de remover mais poluentes da atmosfera. Fotocatalisadores desenvolvidos com titânia são potenciais tecnologias para isso. Quando a titânia é exposta à luz solar, degrada os óxidos de nitrogênio e os compostos orgânicos voláteis presentes na superfície, oxidando-os em produtos inertes ou inofensivos.

Em estudo publicado na revista científica Nanoscale, os pesquisadores demonstraram que um composto de titânia e grafeno tem propriedades de fotodegradação significativamente mais poderosas que o dióxido de titânio isoladamente. Pesquisadores do Centro de Grafeno da Universidade de Cambridge prepararam e testaram o compósito, confirmando sua capacidade de degradar fotocataliticamente moléculas poluentes; depois, pesquisadores da Italcementi aplicaram o revestimento no concreto para investigar seu potencial de remediação ambiental.

“Decidimos acoplar o grafeno ao fotocatalisador mais usado, titânia, para aumentar a ação fotocatalítica”, disse o co-autor Dr. Marco Goisis, da Italcementi. “A fotocatálise é uma das maneiras mais poderosas de despoluir o meio ambiente, porque o processo não consome os fotocatalisadores. É uma reação ativada pela luz solar. ”

Ao realizar a esfoliação em fase líquida de grafite – um processo que cria grafeno – na presença de nanopartículas de titânia, usando apenas água e pressão atmosférica, os cientistas criaram o novo nanocompósito de grafeno-titânia. Os especialistas descobriram que ele remove passivamente poluentes do ar quando revestido em superfícies. Se aplicados ao concreto em fachadas de edifícios, os produtos de fotodegradação inofensivos podem ser lavados pela chuva ou pelo vento ou limpos manualmente.

Para medir os efeitos da fotodegradação, a equipe testou o novo fotocatalisador contra o NOx e registrou uma melhoria de 70% na degradação fotocatalítica de óxidos de nitrogênio em comparação com a titânia padrão. Eles também usaram a rodamina B como modelo para poluentes orgânicos voláteis, pois sua estrutura molecular se assemelha muito à dos poluentes emitidos por veículos, indústria e agricultura. Eles descobriram que 40% a mais de rodamina B foi degradada pelo composto de grafeno-titânia do que apenas pelo titânio, em água sob irradiação UV.

“A união do grafeno à titânia nos deu excelentes resultados na forma de pó – e poderia ser aplicada a diferentes materiais, dos quais o concreto é um bom exemplo para o uso generalizado, ajudando-nos a alcançar um ambiente mais saudável. É de baixa manutenção e não agride o meio ambiente, pois requer apenas a energia do sol”, disse o Dr. Marco Goisis.

“Um número cada vez maior de empresas reconhece o potencial do grafeno em novas tecnologias. Este trabalho demonstrou uma aplicação clara de grafeno para a degradação de poluentes ambientais. Isso pode não apenas trazer benefícios comerciais, mas, mais importante, um ambiente mais limpo e saudável”, concluiu o professor Dr. Andrea Ferrari, diretor do Centro de Grafeno de Cambridge e coautor do artigo.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Cambridge (em inglês).

Fonte: Universidade de Cambridge. Imagem: Unsplash.