¿Es real el fotocatalizador de 5 nm?

¡Hola! ¡El llamado fotocatalizador de 5 nm es la batalla por el tamaño de las nanopartículas de los fotocatalizadores! Para resaltar las ventajas de las empresas o productos, el tamaño de las partículas de fotocatalizadores promovido por las empresas nacionales de fotocatalizadores ha cambiado de 100 nm a 50 nm, luego a 20 nm y ahora a 5 nm, o incluso a 1 nm. Esto puede parecer gratificante, pero no es tecnológico. progreso, ¡pero es un concurso puramente publicitario!

¿Qué son los nanomateriales?

Fotocatalizador se refiere a un fotocatalizador con nanoanatasa de dióxido de titanio (TiO2) como componente principal. Los nanomateriales generalmente se refieren a al menos una dimensión que alcanza la nanoescala (0,1-100 nm), y las partículas se refieren a tres dimensiones que alcanzan la nanoescala, es decir, el tamaño de partícula no excede los 100 nm, lo que puede denominarse nanomateriales.

Entonces, ¿cómo juzgamos y distinguimos lo nano?

En términos de tamaño de partícula, se puede dividir en tamaño de partícula primaria y tamaño de partícula secundaria (tamaño de partícula dispersa). Dado que hay muchos enlaces colgantes en la superficie de las nanopartículas, son muy fáciles de aglomerar, por lo que el tamaño de partícula secundaria (tamaño de partícula dispersa) es generalmente mayor que el tamaño de partícula primaria. Como los nanómetros no se pueden ver a simple vista, generalmente se observan con un analizador láser del tamaño de partículas o un microscopio electrónico. Cuando se mide con un analizador de tamaño de partículas láser, se mide el tamaño de partícula secundaria y cuando se observa con un microscopio electrónico de transmisión, se mide el tamaño de partícula primaria.

¿Son mejores las partículas más pequeñas?

Echemos primero un vistazo a lo que dice la patente japonesa del fotocatalizador:

1995 Ishihara Industries, 100 nm

2004 Asahi Kasei, menos de 200 nm.

Toshiba 2008, 10-100 nm

Sumitomo Chemical 2009, el tamaño de partícula de dispersión es de 20-150 nm.

2015 TOTO, 10-500 nm

Estas empresas son las mejores empresas de fotocatalizadores de Japón e incluso del mundo (por supuesto, no solo de fotocatalizadores). A juzgar por sus patentes, la mayoría de las empresas japonesas fabrican materiales de 10 a 50 nm. ¿Por qué no fabrican materiales de 1 nm?

La nación china valora el justo medio y busca el equilibrio en todo, sin inclinarse ni hacia la izquierda ni hacia la derecha. Cuanto más rica es la gente, más feliz es. ¿O es más sencillo y más feliz? ¿Hay algo en lo que más grande es mejor? ¿O es más pequeño mejor? Todo tiene dos caras. Algunos son grandes, algunos son buenos, algunos son malos, algunos son pequeños, algunos son buenos y otros son malos.

¿Cuáles son las ventajas del pequeño tamaño de partícula del nano fotocatalizador? La razón para buscar algo pequeño es que el área de superficie específica será mayor, los enlaces superficiales aumentarán y la actividad química aumentará. Por ejemplo, calculado en base a partículas esféricas, el área de superficie específica del TiO2_2 a 100 nm es de aproximadamente 15,4 m2/g, mientras que el área de superficie específica a 10 nm es de aproximadamente 1540 m2/g. El área de superficie específica a 1 nm es obviamente inversamente proporcional a. el tamaño de partícula. De esta forma, cuanto más pequeño, mejor.

De hecho, hay otros factores a considerar.

Efecto de tamaño cuántico: cuando el tamaño de partícula del semiconductor es igual al radio del excitón, la banda prohibida se ampliará y el borde de absorción se desplazará hacia el azul. Se dice que cuando el tamaño de partícula del fotocatalizador es menor que un cierto valor, absorberá más luz ultravioleta. Aún puede absorber 390 nm a 10 nm y solo 360 nm a 5 nm. No subestimes los 30 nm. Entre los rayos ultravioleta (200-400 nm) que la luz solar llega a la superficie, los rayos ultravioleta en la banda de 360-400 nm representan el 55,8% de todos los rayos ultravioleta. En otras palabras, en comparación con los 10 nm, los 5 nm absorberán casi un 55,8 % menos de luz ultravioleta. Menos de 10 nm, absorbe más rayos ultravioleta. ¡Tenga en cuenta que esto es contrario a la publicidad de la absorción de luz visible!

Esto se basa en la premisa de que se pueden fabricar 5 nm. Todas las patentes japonesas especifican el tamaño de partícula dispersa, es decir, el tamaño de partícula secundaria. Debido a que no importa cuántas partículas primarias haya, de todos modos se recombinarán en partículas secundarias. Incluso si realmente creas partículas de 1 nm, ¿puedes separarlas? Es tan animado, como un imán, que queremos reunirnos tan pronto como nos encontremos. Por lo tanto, no es científico que nadie haya alcanzado un tamaño de partícula secundaria de 5 nm.