Un team di scienziati dei materiali ha recentemente delineato lo stato di induzione della piezoelettricità nel TiO2 rutilo distorto per una migliore degradazione del cloridrato della tetraciclina attraverso la fotopiezocatalisi. Il team era guidato dal Prof. Qi Li della Southwest Jiaotong University di Chengdu, in Cina.
Sono state sviluppate varie strategie di progettazione dei materiali per migliorare le prestazioni fotocatalitiche del TiO2 . Tuttavia, non è disponibile alcun rapporto sulle applicazioni della strategia di fotopiezocatalisi su TiO2 a causa della sua mancanza di piezoelettricità.
Qui, hanno sviluppato un processo di attacco con sali fusi a bassa temperatura per creare TiO2 rutilo. nanoparticelle mediante attacco [MgO6 ] ottaedri lontani da MgTiO3 da NH4 fuso Cl, durante il quale si è verificata una distorsione reticolare in TiO2 . La distorsione del reticolo porta a una risposta piezoelettrica nel campione, che viene poi applicata nel campo della fotocatalisi, migliorando le prestazioni di degradazione degli antibiotici.
Il team ha pubblicato l'articolo sul Journal of Advanced Ceramics .
In questo articolo è stato sviluppato un processo di attacco con sali fusi a bassa temperatura con MgTiO3 come materia prima e NH4 Cl come sale fuso. Incidendo [MgO6 ] ottaedri lontani da MgTiO3 in questo specifico processo di sintesi, rutilo TiO2 nanoparticelle (ER-TiO2 campione) sono stati creati con reticolo cristallino distorto come dimostrato dall'analisi di raffinamento XRD Rietveld.
Rompendo la simmetria strutturale del rutilo TiO2 attraverso la distorsione reticolare, l'ER-TiO2 il campione è stato dotato per la prima volta di una risposta piezoelettrica insolita e interessante, come rivelato dall'analisi al microscopio a forza di risposta piezoelettrica (PFM).
Essendo un importante tipo di contaminante emergente, la contaminazione da prodotti farmaceutici e per la cura personale (PPCP) sta sollevando crescenti preoccupazioni. La tetraciclina cloridrato (TC-HCl) è un antibiotico ad ampio spettro comunemente usato e il suo rilascio nell'acqua e nel suolo provoca gravi problemi di inquinamento ambientale e rappresenta una minaccia per gli esseri umani.
Attraverso l'introduzione della piezoelettricità, si è scoperto che ER-TiO2 il campione ha avuto un effetto di degradazione fotocatalitica migliorato sulla tetraciclina cloridrato (TC–HCl) sotto illuminazione a luce visibile rispetto al suo TiO2 rutile disponibile in commercio controparte nanoparticellare.
Ancora più significativo, la sua efficienza di degradazione TC-HCl è stata ampiamente migliorata del 71% rispetto alle prestazioni di degradazione fotocatalitica quando era presente l'effetto fotopiezocatalitico sinergico.
"L'approccio della fotopiezocatalisi potrebbe essere una nuova strategia per il miglioramento delle prestazioni fotocatalitiche del TiO2 dall'introduzione della piezoelettricità attraverso la creazione di una distorsione reticolare", ha affermato il Prof. Li.
Altri contributori includono Jinghui Wang del Laboratorio nazionale di Shenyang per la scienza dei materiali, Istituto di ricerca sui metalli, Accademia cinese delle scienze, Shenyang, Cina.
Ulteriori informazioni: Taotao Xia et al, Induzione piezoelettricità nel TiO rutilo distorto2 per una migliore degradazione del cloridrato della tetraciclina attraverso la fotopiezocatalisi, Journal of Advanced Ceramics (2024). DOI:10.26599/JAC.2024.9220855
Fornito dalla Tsinghua University Press
