Сотрудники лаборатории «Химия гибридных наноматериалов и супрамолекулярных сиcтем» Института химии растворов им. Г.А. Крестова РАН занимаются разработкой соединений, которые помогут решить актуальные экологические проблемы, избавив сточные воды и выхлопные газы от органических загрязнений.
В ходе недавнего эксперимента ученые синтезировали титанат бария с оксидом цинка и получили новые соединения с интересными свойствами. Так, проведено исследование их фотокаталитической активности. Интересно, что образец титаната бария, содержащий 10 процентов от его массы оксида цинка, показывает большую фотокаталитическую активность. Причем степень разложения загрязняющего вещества, в качестве которого выступил органический краситель родамин Б, достигла 99,6 процентов по истечении 90 минут воздействия ультрафиолетового источника света в водной среде. Это отличный результат!
«Интересно, что оксид цинка также используется в солнцезащитных кремах, но в данном случае, находясь в наноразмерном состоянии, он выполняет обратную функцию – не как фотопротектор, а как фотосенсибилизатор», - замечают ученые.
Особенностью данного исследования стало то, что предложен новый механизм более эффективного распределения электронно-дырочных пар под действием солнечных лучей, которые используются для генерации активных радикалов. Формируются активные формы кислорода, участвующие в процессе окисления загрязняющего вещества. По этому механизму процесс идет эффективнее.
Кроме того, обычно, чтобы увеличить фотокаталитическую активность под действием видимого света, для создания соединения берутся вещества с разной шириной активной зоны. У оксида цинка и титаната бария ширина этой зоны близка. «Однако в данном случае, несмотря на такую особенность, фотокаталитическая активность у полученного материала высокая, также как и его степень светопоглощения», - говорит научный сотрудник, ученый секретарь Института Константин Иванов.
Сохранение экологии – одна из важнейших задач современности. Ученые работают над созданием эффективного, безопасного и недорогого метода для разложения как можно более широкого спектра загрязнителей, и одним из наиболее многообещающих методов является именно фотокатализ. Фотокаталитически активные материалы можно использовать при создании систем для очистки сточных вод и отходящих газов на промышленных предприятиях.
Исследование опубликовано в журнале Ceramics International
Работа выполнена в рамках государственного задания Министерство науки и высшего образования Российской Федерации.
Источник: Минобрнауки России
