रूसी वैज्ञानिकों ने जल शुद्धिकरण के लिए उच्च दक्षता वाले सौर उत्प्रेरक विकसित किए हैं

मॉस्को (रूस), 20 फरवरी (एएनआई): मॉस्को इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिक्स एंड टेक्नोलॉजी (एमआईपीटी) के वैज्ञानिकों ने दृश्यमान सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके पानी को शुद्ध करने में सक्षम फोटोकैटलिस्ट की एक नई श्रेणी विकसित की है, जो संस्थान की आधिकारिक वेबसाइट के अनुसार टिकाऊ जल उपचार प्रौद्योगिकियों में एक बड़ा कदम है।

यह शोध अंतरराष्ट्रीय साझेदारों के सहयोग से एमआईपीटी के सेंटर फॉर फोटोनिक्स एंड टू-डायमेंशनल मटेरियल्स के विशेषज्ञों द्वारा आयोजित किया गया था। जैसा कि टीवी ब्रिक्स द्वारा रिपोर्ट किया गया है, टीम ने दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम के भीतर फोटोकैटलिटिक गतिविधि के लिए सबसे कुशल सामग्री संरचना की पहचान की है।

टीवी ब्रिक्स के अनुसार, फोटोकैटलिसिस को पानी से रंग, फार्मास्युटिकल अवशेष, कीटनाशक और तेल के निशान जैसे कार्बनिक प्रदूषकों को हटाने के लिए एक आशाजनक तरीका माना जाता है। हालाँकि, अधिकांश मौजूदा फोटोकैटलिस्ट मुख्य रूप से पराबैंगनी प्रकाश के तहत कार्य करते हैं, जो सौर स्पेक्ट्रम का केवल 5 प्रतिशत है। इसकी तुलना में, दृश्य प्रकाश सौर विकिरण का लगभग आधा हिस्सा है, जो स्केलेबल और पर्यावरण के अनुकूल प्रौद्योगिकियों के विकास के लिए इसके उपयोग को महत्वपूर्ण बनाता है।

इस चुनौती को दूर करने के लिए, शोधकर्ताओं ने तरल पदार्थों में फेमटोसेकंड लेजर एब्लेशन को नियोजित किया, एक तकनीक जिसमें अल्ट्रा-शॉर्ट, उच्च-ऊर्जा लेजर पल्स शामिल है जो भौतिक सतहों को वाष्पीकृत करता है। वाष्प बाद में अनुकूलित इलेक्ट्रॉनिक गुणों के साथ नैनोकणों में संघनित हो जाता है। महत्वपूर्ण बात यह है कि यह प्रक्रिया सर्फेक्टेंट की आवश्यकता के बिना पानी में स्थिर कोलाइडल समाधान उत्पन्न करती है, जिससे एक स्वच्छ और पर्यावरण-अनुकूल संश्लेषण विधि सुनिश्चित होती है।

वैज्ञानिकों ने दो नाइओबियम-आधारित यौगिकों की जांच की: नाइओबियम पेंटोक्साइड (Nb₂O₅) और लिथियम नाइओबेट (LiNbO₃)। निष्कर्षों से पता चला कि लेजर प्रसंस्करण ने प्रत्येक सामग्री को अलग तरह से बदल दिया। Nb₂O₅ ने अपनी क्रिस्टलीय संरचना खो दी और पूरी तरह से अनाकार हो गया, जबकि अधिक थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर LiNbO₃ ने अपने क्रिस्टलीय ढांचे को बनाए रखा लेकिन नियंत्रित बिंदु दोष विकसित किए।

जबकि अनाकार सामग्री प्रकाश-प्रेरित चार्ज वाहक को जल्दी से फंसाने और बेअसर करने की प्रवृत्ति रखती है, क्रिस्टलीय संरचनाओं में नियंत्रित दोष दृश्य प्रकाश अवशोषण को बढ़ाते हैं और चार्ज वाहक जीवनकाल को बढ़ाते हैं। यह प्रतिक्रियाशील प्रजातियों के निर्माण को सक्षम बनाता है जो प्रदूषकों को प्रभावी ढंग से तोड़ता है।

प्रयोगशाला प्रयोगों से पता चला कि लिथियम नाइओबेट-आधारित नैनोकैटलिस्ट ने अनाकार नाइओबियम ऑक्साइड की तुलना में डाई क्षरण दर को 2.3 गुना बढ़ा दिया, जिससे 150 मिनट के भीतर 90 प्रतिशत शुद्धिकरण प्राप्त हुआ। शोधकर्ताओं का लक्ष्य इस पद्धति को और अधिक अनुकूलित करना और वास्तविक दुनिया के सौर-संचालित जल उपचार अनुप्रयोगों के लिए इसका विस्तार करना है। (एएनआई)

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