Molybdeenidisulfidikatalyyttien valmistus ja käyttö vesien puhdistuksessa

Abstract

Vesien saastuminen, puhtaan veden puute ja infektiotautien leviäminen likaisen veden kautta ovat kasvava ongelma. Katalyyttinen vedenpuhdistus voisi olla hyvä vaihtoehto orgaanisen jätteen puhdistukseen ja bakteerien inaktivoimiseen, sillä se on tehokasta eivätkä reaktiot vaadi vahvoja olosuhteita. Kandidaatintutkielmassa perehdytään molybdeenidisulfidikatalyytin valmistukseen, käyttöön vesien puhdistuksessa sekä katalyytin ja olosuhteiden muokkaamiseen tehokkuuden parantamiseksi.

Molybdeenidisulfidilla on erinomaiset optiset, rakenteelliset ja sähköiset ominaisuudet sen kapean kaistavälin ja kerrostuneen rakenteen ansiosta. Katalyytistä valmistetaan kerrostunut nanorakenne, jotta aktiivisesta pinta-alasta saataisiin mahdollisimman suuri. Käytännöllisyyden parantamiseksi nanokatalyytti kiinnitetään usein kantajamateriaaliin. Katalyytin monikerroksisen rakenteen valmistamiseen on monia keinoja, joista useat ovat kalliita ja aikaa vieviä. Tutkielmassa perehdytään paremmin hydrotermiseen synteesiin.

Katalyytti voidaan aktivoida joko valoavusteisesti tai mekaanisesti rasittamalla. Katalyytin ominaisuuksia voidaan parantaa muun muassa ominaisuuksien ja faasien säätelyn avulla sekä yhdistämällä muihin aktiivisiin materiaaleihin, kuten jalometalleihin. Myös olosuhteilla, kuten katalyytin ja hajotettavan aineen konsentraatiolla sekä pH:lla, on vaikutusta hajotuksen tehokkuuteen.

Molybdeenidisulfidikatalyyttejä hyödyntämällä on saatu hyviä tuloksia vedenpuhdistuksessa. Käytännön sovelluksia häiritseviä tekijöitä on kuitenkin vielä melko paljon. Muun muassa jäteveden tumma väritys, suspendoituneet kiintoaineet sekä vedessä olevat kationit ja anionit voivat vaikuttaa hajotuksen tehokkuuteen. Tutkimusta on siis jatkettava, jotta katalyyttiä voitaisiin hyödyntää käytännön sovelluksissa