Новий» сонячний “каталізатор очистить стічні індустріальні води швидко і дешево

34

Новий “сонячний” каталізатор на основі сульфіду молібдену для очищення води розробили вчені ніту «місіс» спільно з колегами з двфу, фуданьського університету (кнр) і університету токай (японія). Новий матеріал відрізняється високою фотокаталітичною активністю, яка в рази перевищує активність відомих матеріалів такого класу, а також має високу стабільність властивостей і може використовуватися багаторазово. Результати дослідження опубліковані в міжнародному науковому журналі nanomaterials.

Забруднення водного середовища промисловими викидами, а також відходами хімічної, фармацевтичної та косметичної промисловості становить реальну загрозу для всього живого на землі і знизити рівень забруднення води вже стає життєво необхідним завданням. Тому перед вченими стоїть завдання мінімізувати кількість шкідливих викидів, а також розробити ефективні методи очищення води від цих викидів.

Фотокаталітичне розкладання під дією сонячного світла є технологією з мінімальним техногенним впливом на навколишнє середовище, оскільки в ній використовується тільки природне сонячне світло і каталізатор. Тому використання нетоксичних фотокаталізаторів дозволяє створити “зелену технологію” з переробки шкідливих викидів, аналогічну природному фотосинтезу.

Суть технології проста-якщо фотокаталізатор додати в воду, забруднену органічною хімічною сполукою, і посвітити ультрафіолетом або сонячним світлом, то це з’єднання розкладеться на безпечні сполуки, як вода і вуглекислий газ. Очевидно, що самі каталізатори не повинні завдавати шкоди навколишньому середовищу і повинні бути нетоксичні, мати великий ресурс роботи, а також проводитися за «зеленою технологією». Враховуючи всі ці аспекти, стає зрозуміло, що розробка фотокаталізаторів, а також методів їх виробництва представляє серйозну науково-технічну задачу.

Сульфід молібдену – один з перспективних каталізаторів фоторозкладання органічних забруднювачів у воді. “його активність виникає через ненасичені зв’язки у сірки і збільшується з введенням структурних дефектів і/або кисневих заміщень. Тому ми припустили, що аморфний оксисульфід молібдену повинен мати безліч активних центрів і, відповідно, високу каталітичну активність”, – пояснює один з авторів публікації, науковий співробітник лабораторії» неорганічні наноматеріали “ніту” місіс ” андрій матвєєв.

Міжнародний науковий колектив з ніту ” місіс», фуданьського університету (шанхай, китай), далекосхідного федерального університету і університету токай (японія) розробив новий метод синтезу наногібридів з аморфного оксисульфіду молібдену (a–mosxoy) і оксинітриду бору (h–bnxoy) і вивчив їх активність в процесі фотодеградації органічної сполуки (метиленового синього), як модельного органічного забруднювача.

” нами розроблено новий метод синтезу наногібридів a–mosxoy / h-bnxoy в результаті хімічної реакції між mocl5, h2s і h–bnxoy в диметилформаміді. Основна відмінність даного методу від традиційних методів синтезу дисульфіду молібдену полягає в тому, що синтез протікає не через відновлення moo3 кластерів, а в результаті обмінної реакції між mocl5 і h2s, при цьому заміщення сірки киснем відбувається за рахунок реакції з оксинітридом бору, обраним в якості носія каталізатора. Це призводить до утворення mo–sx-oy кластерів з великою кількістю ненасичених хімічних зв’язків сірки, що і визначає високу фотокаталітичну активність цього матеріалу. Використання рідкого середовища для синтезу забезпечує однорідне осадження, а відносно низька температура синтезу забезпечує його аморфний стан”, – додає андрій матвєєв.

Лабораторні досліди показали, що наногібриди стабільні і зберігають високу активність протягом тривалого часу. Розробники підкреслюють, що новий матеріал приблизно в 10-100 разів більш ефективний, ніж багато аналогічні матеріали того ж класу (що не містять благородних металів). Обидва компоненти наногібридів-нетоксичні і хімічно стабільні.

Роботи виконані в рамках проведення фундаментальних наукових досліджень та пошукових наукових досліджень міжнародними науковими колективами, проект рнф № 21-49-00039.