‘Smog Eating’ Coatings Use Titanium Dioxide

'Smog Eating' photocatalytic coatings, being studied by the Delhi Government, primarily use which chemical compound to decompose pollutants?

Correct Answer Explanation

Photocatalytic coatings, often called 'smog eating' coatings, primarily use titanium dioxide ($TiO_{2}$) as the active chemical compound. When exposed to ultraviolet (UV) radiation from sunlight, titanium dioxide acts as a photocatalyst. It triggers an oxidation process that breaks down harmful airborne pollutants, such as nitrogen oxides (NOx) and volatile organic compounds (VOCs), into less harmful substances like water, carbon dioxide, and nitrates. This technology is being explored to improve air quality in urban areas.

Incorrect Options Analysis

• Zinc Oxide (ZnO): While zinc oxide also exhibits photocatalytic properties, titanium dioxide is generally more stable, efficient, and widely used for this specific application of air purification.
• Silicon Dioxide ($SiO_2$): Commonly known as silica, it is the main component of sand and glass. It is not an effective photocatalyst for breaking down pollutants.
• Aluminum Oxide ($Al_2O_3$): Also known as alumina, it is a chemically stable compound often used in abrasives and ceramics but lacks the necessary photocatalytic properties for 'smog eating' applications.

दिल्ली सरकार द्वारा अध्ययन किए जा रहे 'स्मॉग ईटिंग' फोटोकैटलिटिक कोटिंग्स में प्रदूषकों को विघटित करने के लिए मुख्य रूप से किस रासायनिक यौगिक का उपयोग किया जाता है?

सही उत्तर की व्याख्या

फोटोकैटलिटिक कोटिंग्स, जिन्हें अक्सर 'स्मॉग ईटिंग' कोटिंग्स कहा जाता है, मुख्य रूप से सक्रिय रासायनिक यौगिक के रूप में टाइटेनियम डाइऑक्साइड ($TiO_{2}$) का उपयोग करती हैं। जब सूर्य के प्रकाश से पराबैंगनी (यूवी) विकिरण के संपर्क में आता है, तो टाइटेनियम डाइऑक्साइड एक फोटोकैटलिस्ट के रूप में कार्य करता है। यह एक ऑक्सीकरण प्रक्रिया को ट्रिगर करता है जो नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx) और वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOCs) जैसे हानिकारक वायुजनित प्रदूषकों को पानी, कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रेट जैसे कम हानिकारक पदार्थों में तोड़ देता है। शहरी क्षेत्रों में वायु गुणवत्ता में सुधार के लिए इस तकनीक का पता लगाया जा रहा है।

गलत विकल्पों का विश्लेषण

• जिंक ऑक्साइड (ZnO): जबकि जिंक ऑक्साइड भी फोटोकैटलिटिक गुण प्रदर्शित करता है, टाइटेनियम डाइऑक्साइड आमतौर पर वायु शोधन के इस विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए अधिक स्थिर, कुशल और व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
• सिलिकॉन डाइऑक्साइड ($SiO_2$): आमतौर पर सिलिका के रूप में जाना जाता है, यह रेत और कांच का मुख्य घटक है। यह प्रदूषकों को तोड़ने के लिए एक प्रभावी फोटोकैटलिस्ट नहीं है।
• एल्यूमीनियम ऑक्साइड ($Al_2O_3$): एल्यूमिना के रूप में भी जाना जाता है, यह एक रासायनिक रूप से स्थिर यौगिक है जो अक्सर अपघर्षक और सिरेमिक में उपयोग किया जाता है लेकिन इसमें 'स्मॉग ईटिंग' अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक फोटोकैटलिटिक गुणों का अभाव होता है।