Wasserdesinfektion unter Verwendung von Photokatalysatoren

Jeder Mensch benötigt Zugang zu sauberem Wasser. Wissenschaftler aus der EU arbeiten daran, diese Möglichkeit allen Menschen zu eröffnen. Die Wissenschaftler haben Verfahren zur Desinfektion von Wasser untersucht, bei denen titan- und rutheniumbasierte Photokatalysatoren unter Verwendung der Solarenergie miteinander kombiniert werden.

Industrielle Technologien

Im Rahmen des SOLWATER-Projekts wurden Methoden zur Aufbereitung von Trinkwasser für entfernte und isolierte Gemeinden in Lateinamerika entwickelt. Die Wissenschaftler erforschten die Desinfektion von Trinkwasser mithilfe der Photokatalyse unter Verwendung von Titanoxid (TiO2) und Ruthenium(II)-Komplexen in einem Solar-Photoreaktor. Die Verwendung von TiO2 sowie von Ru(II)-Komplexen zur Desinfektion von Trinkwasser war bei individueller Verwendung erfolgreich. Es stellte sich heraus, dass die kombinierte Wirkung beider Komponenten, also die Verwendung der beiden Komponenten hintereinander, nicht stärker ist als die separate Verwendung. Während Experimenten, bei denen Ru(II)-Komplexe auf einem Polymerstreifen immobilisiert wurden, konnte innerhalb einer Stunde eine Verringerung der Konzentration von Escherichia coli-Bakterien um vier Dezimalstellen beobachtet werden. Im Vergleich mit einer Kontrollprobe bei der nur Licht, aber kein Katalysator verwendet wurde, wurde deutlich, dass der Ru(II)-Komplex einen großen Einfluss auf die Inaktivierung der Bakterien hat. Die Ergebnisse zeigten, dass Ru(II)-Komplexe einen starken Rückgang der Bakterienkonzentration verursachten, die Konzentration bei der Kontrollprobe blieb dagegen gleich. Die Desinfektionswirkung von Ru(II)-Komplexen, die auf Papier immobilisiert wurden, wurde zudem mit auf Ahlstrom-Papier immobilisiertem TiO2 verglichen. Hier zeigte sich, dass die photosensitive Desinfektion beim Ru(II)-Komplex aufgrund der höheren Reaktionskonstante schneller verlief und bessere Ergebnisse hervorbrachte. Im Anschluss an diese Versuche wurde die Wirkung einer gleichzeitigen Verwendung von Ru(II)-Komplexen und TiO2 untersucht. Die beiden unterschiedlichen Katalysatoren wurden in serieller Anordnung kombiniert, sodass die Wissenschaftler die Wirksamkeit des hybriden Katalysatorsystems bestimmen konnten. Es konnte herausgefunden werden, dass die Experimente, in denen nur Ru(II)-Komplexe verwendet wurden, die besten Ergebnisse bei der Desinfektion lieferten. Die Ergebnisse der Experimente unter Verwendung von TiO2 zeigten eine geringere Desinfektionsleistung. Bei der Verwendung beider Katalysatoren in serieller Anordnung konnten keine Synergieeffekte beobachtet werden.

Cost effective solar photocatalytic technology to water decontamination and disinfection in rural areas of developing contries (SOLWATER)

Wasserdesinfektion unter Verwendung von Photokatalysatoren

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