Mikromuovien valokatalyyttinen hajotus titaanidioksidilla

Abstract

Mikromuovit ovat maailmanlaajuinen ongelma: niitä havaitaan merissä, jätevesissä ja esimerkiksi maaperissä. Tämän vuoksi onkin tärkeää kehittää menetelmiä mikromuovien poistamiseen ja hajottamiseen jätevesistä. Lupaava menetelmä tähän on valokatalyysi, jossa käytetään TiO₂:a valokatalyyttinä. TiO₂:lla on sopiva valenssi- ja johtuvuusvyön sijainnit, se pysyy stabiilina pitkään, minkä lisäksi se on myrkytön katalyytti. Ominaisuuksiensa vuoksi TiO₂:a käytetään monissa sovelluksissa, joissa hyödynnetään sen valokatalyyttistä aktiivisuutta.

TiO₂:n polymorfeilla, anataasilla ja rutiililla on esimerkiksi valokatalyysissä tapahtuvassa elektroni-aukkoparien rekombinaatiossa on eroja. Anataasin eroavat ominaisuudet selittävät, miksi sillä on parempi valokatalyyttinen aktiivisuus kuin rutiililla. Mikromuovit voidaan luokitella esimerkiksi niiden polymeerityypin tai muodon mukaan. Tutkimuksia mikromuovien esiintymisestä vesiympäristöstä on tehty, ja esimerkiksi tässä tutkielmassa tarkastelluissa tutkimuksissa sedimentti- ja vesinäytteistä löydettyjen mikromuovien yleisimmät polymeerityypit olivat PP, PE ja PS. Tarkastellut tutkimukset osoittivat, että mikromuovien valokatalyyttinen hajotus TiO₂:lla on kannattava menetelmä kehittää eteenpäin esimerkiksi modifioimalla TiO₂:a.