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图片来源:Tatiana Grozetskaya/Shutterstock.com
空气污染正成为一个日益严重的全球性问题，因为应对排放的压力越来越大，科学家发现了更多的证据，表明各种大气分子对人类和环境健康产生负面影响。
为了解决这个问题，一组在石墨烯旗舰计划下工作的科学家开发了一种基于石墨烯的光催化剂x)，而不是目前的方法所能达到的。人们认为，这项创新将是通过降低NO水平来减少空气污染的关键x这是通过燃烧化石燃料添加到大气中的。
纳米二氧化钛目前被用于涂料yabo214中，以帮助减少大气中的氮氧化物。然而，使用石墨烯二氧化钛光催化剂的新方法将极大地改善这些涂层在减少导致全球变暖的温室气体方面的影响。
日益严重的大气污染问题
世界卫生组织(WHO)总干事玛丽亚·内拉博士将空气污染视为公共卫生紧急事件。据估计，空气污染每年夺走700多万人的生命。具体来说，这比艾滋病毒、疟疾和结核病造成的死亡人数加起来还要多。
随着世界人口的增长和更多的农村地区的城市化，对电力的需求也在增加。虽然全球各国政府都在制定目标，转而使用清洁能源，以停止向大气中增加更多的温室气体，但其中一些倡议需要数年时间才能看到各国完全采用清洁能源。
与此同时，化石燃料的燃烧继续向空气中排放有害气体，交通是造成这种污染的主要原因。氮氧化物和挥发性化合物是与空气污染有关的死亡的主要原因，目前约占死亡人数的九分之一。
人们要求使用技术来解决这个问题。多年来，研究人员一直致力于探索安全清除大气中有害污染物的新方法，让人们呼吸更清洁的空气。
石墨烯在清洁能源中的作用
早在2004年，曼彻斯特大学的科学家首次发现并分离出石墨烯。石墨烯是石墨的单层，是碳的同素异形体，只有一个原子厚。它是第一个被发现的二维材料，正因为如此，以及它独特而令人印象深刻的特性——极薄、极强、极柔韧，以及具有高度化学稳定性的优秀热导体，对这种材料潜在应用的研究随后蓬勃发展。
清洁能源只是众多受益于石墨烯开发的领域之一。它的特性已经使其非常适合用于下一代电子产品。这激发了科学家们研究石墨烯如何用于新的清洁技术。
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石墨烯已成功应用于新型太阳能电池板，使其超薄、灵活，最重要的是，高效。石墨烯薄膜已经被制造出来，通过在阳光照射下传导质子来人工模拟光合作用，收集太阳能来产生氢气。
最近的研究还表明，石墨烯的六角形原子结构使其成为过滤原子的理想材料，这意味着它可以应用于防止通过燃烧过程向大气中添加温室气体。
麻省理工学院的一个团队最近发表了一篇论文，描述了如何将石墨烯添加到光伏电池中，以比现有技术更高的效率转换电能。
石墨烯被再次视为一种复合材料，用于涂层，目的是降低大气中的氮氧化物。
什么是石墨烯旗舰项目?
石墨烯旗舰是博洛尼亚大学、剑桥大学、CNR、埃因霍温理工大学、米兰理工大学、以色列理工学院、意大利水泥海德堡水泥集团和NEST团队的合作项目。
在发表在《今日材料》杂志上的一篇论文中，该团队讨论了石墨烯-二氧化钛复合亚博网站下载材料是如何被制造出来的，与裸二氧化钛相比，这种复合材料在进行光降解过程中效率更高。
二氧化钛是最常用的光催化材料。长期以来，它一直被用于制造具有光催化性能的复合材料。亚博网站下载光催化作为一种通过减少大气中的温室气体量来逆转人类活动对环境的负面影响的方法，正日益受到关注。
这一过程不会耗尽光催化剂，而是由太阳能激活，使其成为长期减少温室气体排放的可行解决方案。
开发一种石墨烯二氧化钛光催化剂
为了生产具有增强光催化性能的涂层，该团队开发了一种石墨烯-二氧化钛纳米复合材料。研究人员通过液相剥离石墨的过程创造了石墨烯，他们是在有二氧化钛纳米颗粒的情况下，以及除了水以外没有任何其他材料的情况下完成的。亚博网站下载yabo214
这一过程形成了一种新的石墨烯-二氧化钛纳米复合材料。然后，研究小组利用这一技术制造了一种涂层，可以添加到各种材料的表面，从而导致空气污染物的被动光降解。亚博网站下载
他们的想法是用这种涂层来粉刷建筑，这样纳米复合材料就可以分解城市大气中的高排放物质。光降解过程的产物会停留在建筑表面，直到它们被风或雨自然冲走。
在测试新光催化剂时，该团队发现它能成功地将70%以上的NO降解x以及比目前的光催化涂层多40%的罗丹明B(用作挥发性有机污染物的模型)。
石墨烯对气候变化的未来影响
团队见证了石墨烯二氧化钛粉体光催化剂的优异效果。预计该粉末可方便地应用于包括混凝土在内的多种复合材料中。亚博网站下载如果这种新型混凝土被广泛采用，那么排放水平将显著降低，有助于限制气候变化的有害影响。
随着应对排放压力的增加，建筑行业未来可能会受到石墨烯旗舰项目等创新的重大影响。此外，石墨烯产业在清洁技术等领域的应用将继续增长。
参考资料及进一步阅读
在建筑物上涂一层石墨烯可以减少空气污染。空气质量的消息。皮帕尼尔。https://airqualitynews.com/2019/12/09/a-graphene-coating-on-buildings-could-reduce-air-pollution/
空气污染:关于突发公共卫生事件你应该知道的一切。《卫报》。Damian卡灵顿。https://www.theguardian.com/environment/2018/nov/05/air-pollution-everything-you-should-know-about-a-public-health-emergency
钛-石墨烯光催化剂的环境应用。亚博老虎机网登录科学指引。Marisol Faraldos, Ana Bahamonde。https://www.亚博老虎机网登录sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0920586117300299
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石墨烯-二氧化钛纳米复合材料的光催化活性。亚博网站下载今天材料:诉讼。A.K. Akhila, P.S. vinittha, N.K. Renukahttps://www.亚博老虎机网登录sciencedirect.com/science/article/pii/S2214785318310460
石墨烯中的质子传输显示出可再生能源的前景。Phys.org。曼彻斯特大学。https://phys.org/news/2018-01-proton-graphene-renewable-energy.html
抗霾石墨烯复合材料可减少大气污染。石墨烯的旗舰。https://graphene-flagship.eu/news/press/Pages/Press.aspx#/news/smog-eating-graphene-composite-reduces-atmospheric-pollution-388860
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