堵塞我们天空的污染物不仅危害健康，还会导致建筑物和其他结构出现难看的污渍。为了解决这个问题，化学家们多年来一直在研究一种特殊类型的涂料，它不仅可以自洁，还可以去除空气中的污染物。
这项技术使用二氧化钛纳米粒子，可以启动化学反应。当人工紫外光源照射到涂料上时，纳米粒子与污染物发生反应，使其分解——理论上可以去除附近空气中的污染物，并防止变色堆积。一些公司已经提供这些所谓的“光催化涂料”，但一些化学家对产品的有效性和可持续性仍持谨慎态度。
在一项最近发表于American Chemical Society Catalysis（《美国化学学会催化》）的研究中，研究人员开发出一种新型光催化涂料，他们声称这种涂料可以使用普通阳光中的紫外线工作，使其自清洁性能更容易激活。他们还证明，他们可以有效地利用回收材料生产这种涂料。
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“我们的目标之一是尽量减少合成试剂的使用，”该研究的共同作者、维也纳技术大学的化学家凯萨尔·马格布尔说。“我们通过使用工业废料，如钛废料，以及落叶等有机废弃物来实现这一点。”
在光催化中，紫外光激发二氧化钛纳米粒子中的电子，这些电子与空气中的水分子相互作用，产生高活性羟基自由基。这些不稳定的化学物质会攻击接触到涂料的污染物，将其转化为危害较小的物质，如二氧化碳和水。研究团队在纳米粒子的结构中添加了磷、氮、碳和其他元素，这减少了引发反应所需的能量，使其可以通过普通阳光工作。在实验室测试中，这些改性纳米粒子去除了添加到涂料表面的高达96%的受测污染物。
马德里理工大学的化学家安东尼奥·涅托-马尔克斯·巴列斯特罗斯说：“能够使用太阳光激活更好，因为涂料可以被动地自行工作。”但他补充说，真实世界的环境可能会降低其有效性。“在实验室条件下，规模非常小，一切都控制得很好——所有参数，如温度、湿度、反应物流速或污染物浓度——但在实际规模下，你永远不会得到这些结果。”
该研究的作者强调，这项工作只是他们研究的初步步骤。“我认为这是一项非常基础的研究，”维也纳技术大学的化学家、共同作者冈瑟·鲁普雷希特说。未来的研究将证实污染物从空气本身中被中和的有效性。“我们不声称我们可以去除空气中的所有污染物，”他说，“但总的来说，它看起来很有希望。”