Transparentes ZnO-beschichtetes Material auf Polydimethylsiloxan-Basis
Wissenschaftler haben die Herstellung und die photokatalytischen Eigenschaften eines Materials beschrieben, das auf Polydimethylsiloxan (PDMS) als Trägersubstrat basiert, das mit Mikropartikeln aus Zinkoxid (ZnO) beschichtet ist.
Die Transparenz des photokatalytischen ZnO/PDMS-Materials ermöglicht eine einfache Leistungssteigerung. Bildquelle: Hempel stock.adobe.com (Symbolbild).
-Die ZnO-Mikropartikel werden durch ein hydrothermales Verfahren hergestellt und weisen absichtlich eine Defektstruktur auf. Diese eigentümliche Defektstruktur trägt nach Ansicht der Wissenschaftler zu den stark verbesserten photokatalytischen Eigenschaften des ZnO-Materials bei. Der resultierende Photokatalysator zeigt unter sichtbarem Licht (410 nm) eine hohe Aktivität beim Prozess des Phenolabbaus in wässriger Lösung, während ZnO unterhalb des UV-Bereichs im Allgemeinen inaktiv ist.
Ausreichend starke Bindung für einen stabilen Einsatz
Darüber hinaus vergleichen die Wissenschaftler die photokatalytische Aktivität des ZnO/PDMS-Verbundmaterials mit der der gleichen ZnO-Pulversuspension in einem ähnlichen Aufbau. Sie fanden heraus, dass die gleiche Aktivität durch eine um drei Größenordnungen geringere ZnO-Menge in ihrem Komposit im Vergleich zur Pulversuspension erreicht wird. Die ZnO/PDMS-Grenzfläche weist eine ausreichend starke Bindung für einen stabilen Einsatz auf, der während der Materialherstellung gewährleistet ist.
Das erhaltene photokatalytische Material bewahrt die Transparenz von PDMS aufgrund der geringen Menge an gebundenem ZnO (etwa 0,1 Massenprozent). Die Transparenz des photokatalytischen ZnO/PDMS-Materials ermöglicht eine einfache Leistungssteigerung durch den Aufbau von mehrschichtigen oder mehrfachen Flüssigkeitsbehandlungsvorrichtungen.
Die Arbeit wurde in Journal of Coatings Technology and Research volume 17 (2020) veröffentlicht.