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莱斯大学新闻

纽特暂停了光催化

以大米为基础的中心致力于水修复工艺的实际应用

三十多年前,当研究人员开始探索光催化作为净水的一种方法时,学术界的乐观情绪鼓舞了他们的努力。

但是大量的研究
2自从2000年以来超过8000篇的研究论文还没有转化为广泛的工业应用。

为了更深入地研究这一差距,莱斯大学纳米技术水处理纳米系统工程研究中心(NEWT)去年组织了一个研讨会,对这项技术进行了深入研究,并评估了它的实际价值。

该研讨会是美国化学学会杂志《环境Journal cover科学与发展》上一篇新论文的基础探索如何最好地直接在这一领域进行研究的技术。这篇论文也出现在网上。

研讨会召集了14位该领域的主要研究人员,包括纽特大学主任佩德罗·阿尔瓦雷斯(Pedro Alvarez)、rice’的材料科学和纳米工程教授乔治·r·布朗(George R. Brown),在去年3月举行了为期一天的头脑风暴会议。他们就这项技术的潜在应用、局限性以及在现实世界中的最佳应用分享了自己的想法。

” Alvarez说:“这是纽特努力成为思想领袖,并把研究团队管理到影响最大、需求最大的领域。

他说,该中心的部分使命是诚实地审视它所进行的研究,以区分学术上的炒作和可能产生水安全等重要社会效益的工作。这篇论文就是这种努力的一部分。

他说:“我们注意到,尽管我们发表了许多具有重大影响的论文,但我们的工业合作伙伴没有提供足够的‘pull’,因此我们决定调查这种脱节。”

“光催化就是其中一个例子,” Alvarez说。“吸引了大量的研究成果和大量的研究活动。就发表的论文数量而言,这一领域的论文数量呈指数增长趋势

研究人员专注于光催化高级氧化过程(AOP),它通过分解污染物来处理水。与传统的AOPs不同,光催化不需要化学物质。由于它只需要低能量的紫外光,因此有潜在的太阳能应用。半导体的标准材料是二氧化钛,它既便宜又相对安全。这些特性预示着一种革命性的水处理新方法。

Pedro Alvarez

阿尔瓦雷斯

本文将光催化研究的早期阶段称为其“sunrise”相;也就是说,当人们对这一课题的潜力感到兴奋时,就会进行大量的研究。耶鲁大学(Yale)化学与环境工程系主任、亨利·p·贝克尔顿(Henry P. Becton Sr.)教授、首席作者Jaehong Kim说,在经历了这个阶段之后,现在是时候采取更慎重的方法了。

我们认识到学术研究和工业应用之间的巨大差距,”说,他强调这篇论文并不是要阻碍光催化的研究,而是作为一个“的现实检验,并为其可能的发展方向提供指导。

阿尔瓦雷斯表示同意。他说:“我们确实发现了一些适合于光催化的小众应用,这很有意义,特别是在资源有限的地区,那里的基础设施有限,需要一些易于部署的东西。你需要一些可以利用阳光的东西,在那里你迫切需要水消毒或破坏一些常见的有机污染物。

他说:“我认为,与其它先进的氧化工艺一样,“A的第二个领域是选择性地销毁废水处理厂排放的其它药物化合物中的内分泌干扰物。”“我认为我们应该把重点放在捕捉和消除优先污染物的策略上,以便更有效地利用光催化系统产生的活性氧。这将提高光催化处理的动力学性能,降低光催化处理的能量要求

研究人员就如何最好地利用这项技术提出了建议。具体来说,他们指出生态位的应用,如水培和水产养殖,这通常是小规模的实践。

”阿尔瓦雷斯说:“我们的目标是做一些与众不同、可信且具有高影响力的研究。“我们试着将这三个公理对齐,有时我们需要听取与我们的中心无关的其他专家的意见来调整方向。那是这些车间的动机之一

纽特是一个跨学科、多机构的纳米系统工程研究中心,总部设在莱斯,正在应用纳米技术开发离网水处理系统,既保护人类生命,又支持可持续经济发展。除了耶鲁大学和赖斯,纽特的领导班子还包括亚利桑那州立大学德克萨斯大学埃尔帕索分校的专家以及30多个行业和政府合作伙伴。

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新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.rice.edu/2019/03/19/newt-hits-pause-on-photocatalysis/