Группа российских ученых разработала инновационные фотокатализаторы, способные эффективно очищать промышленные сточные воды от опасных химических соединений. Эта разработка может значительно снизить стоимость и повысить безопасность процессов очистки воды на предприятиях. Информация об этом исследовании была предоставлена РИА Новости представителями Российского научного фонда (РНФ).
Новые фотокатализаторы, созданные учеными, обладают уникальной способностью преобразовывать обычный кислород в его активную форму - синглетный кислород - под воздействием видимого света. Этот процесс имеет ключевое значение для разложения токсичных органических соединений, которые часто присутствуют в отходах текстильной и фармацевтической промышленности.
Преимущество разработанных фотокатализаторов заключается в их высокой эффективности и экономичности. В отличие от традиционных методов, использующих дорогостоящие ультрафиолетовые лампы и металлические катализаторы, новые вещества работают под воздействием обычного видимого света, что делает процесс очистки значительно дешевле. По оценкам исследователей, использование LED-ламп вместо ультрафиолетовых может снизить затраты в 65-70 раз.
Команда ученых из Ивановского государственного химико-технологического университета в сотрудничестве с коллегами из других российских научных организаций синтезировала шесть различных фотокатализаторов. Эти вещества показали впечатляющие результаты: эффективность преобразования обычного кислорода в синглетный составила от 49% до 62%, что значительно превышает показатели широко используемых катализаторов на основе соединений титана и вольфрама (около 30%).
Помимо очистки воды, новые фотокатализаторы продемонстрировали высокую эффективность в синтезе сульфоксидов - важных компонентов лекарств, используемых в противораковой терапии и лечении заболеваний нервной системы. Эксперименты показали, что эффективность превращения сульфидов в сульфоксиды достигает 100%, что открывает новые возможности для фармацевтической промышленности.
Одним из ключевых преимуществ разработанных фотокатализаторов является их долговечность. По оценкам исследователей, эти вещества могут использоваться до тысячи раз без потери эффективности, что сопоставимо с промышленными аналогами, применяемыми для получения сульфоксидов.
Иван Скворцов, руководитель проекта и старший научный сотрудник лаборатории синтеза и исследования порфиразиноидов Ивановского государственного химико-технологического университета, рассказал о планах дальнейших исследований. Ученые намерены протестировать фотокатализаторы с различной химической структурой и исследовать их взаимодействие с другими веществами, способными разлагать загрязнители, такими как диоксид титана, нитрид углерода и графен. Это может привести к улучшению свойств существующих фотокатализаторов и разработке новых, более эффективных технологий для очистки воды от токсичных химических соединений.
В проекте приняли участие ученые из нескольких ведущих российских научных учреждений, включая Российский технологический университет МИРЭА (Москва), Институт физической химии и электрохимии имени Фрумкина РАН (Москва) и Институт химии растворов имени Крестова РАН (Иваново). Это междисциплинарное сотрудничество позволило объединить опыт и знания специалистов из различных областей химии и технологии, что способствовало успеху исследования.
