«Умный» фотокатализатор с помощью света очистил сточные воды всего за полчаса
Российские ученые синтезировали уникальный материал — гибридный фотокатализатор, который под действием видимого и ультрафиолетового света генерирует свободные радикалы. Они с эффективностью более 90% разрушают органические загрязнители, попадающие в сточные воды от химических производств. Фотокатализатор делает это всего за полчаса. Кроме того, он в 11 раз быстрее аналогов подавляет рост бактерий Escherichia coli — микроорганизма, активно размножающегося в сточных водах.
Твердые фотокатализаторы — активно развивающийся класс «зеленых» материалов, способных преобразовывать энергию света в химическую, которая может быть использована для очистки сточных вод. Под действием света такие материалы генерируют активные частицы — свободные радикалы, — которые разрушают прочные химические связи в молекулах загрязнителей.
На этот раз ученые разработали гибридный фотокатализатор, объединяющий органический и неорганический компоненты. В его состав входят порфирины — окрашенные соединения, способные поглощать видимый свет, — а также наночастицы дисульфида молибдена толщиной в один атомный слой. Чтобы соединить эти компоненты, использовали метод нековалентной самосборки: когда между молекулами и частицами устанавливаются слабые взаимодействия, но, поскольку таких взаимодействий много, все компоненты оказываются вовлечены в химический процесс. Так как фотокатализатор самособирается при последовательном смешивании всех компонентов и практически не расходует энергию, разработанный подход удешевляет синтез фотокатализаторов. Метод также решает проблему их утилизации: компоненты материала легко разделяются в подходящем растворителе, а потому могут использоваться повторно.
src
