Ученые Пензенского государственного университета разработали двухслойный пористый фотокатализатор, который способен разлагать органические загрязнители не только под ультрафиолетом, но и под видимым светом. Предложенный способ получения материала запатентован.
Фотокатализаторы используют для очистки воды и воздуха от органических соединений — например, нефтепродуктов, опасных газов и остатков лекарств. Однако многие такие материалы работают преимущественно под ультрафиолетом, на который приходится лишь около 4% солнечного света.
В ПГУ решили использовать двухслойную пористую структуру SiO2-SnO2/ZnO:Ag. Поры позволяют загрязняющим веществам проникать не только к поверхности, но и в более глубокие слои материала. В состав верхнего слоя добавили серебро — оно помогает расширить диапазон света, при котором работает фотокатализатор.
Нижний слой состоит из диоксида олова и диоксида кремния, а верхний — из оксида цинка и серебра. Чтобы получить необходимую пористость, ученые изменили технологию приготовления материала и исключили этап его «старения».
В лаборатории изготовили более 100 образцов. Их протестировали на ципрофлоксацине — антибиотике, который сложно разлагается фотокатализаторами и может представлять экологическую проблему при неправильной утилизации.
Образцы проверяли под разными видами света. Под ультрафиолетом удалось разложить до 90% загрязнителя, под видимым светом — около 25%. При увеличении продолжительности эксперимента со 120 до 240 минут эффективность может достигать 99,9%.
Разработку рассматривают для очистки воды и воздуха в промышленных и городских системах, а также в химической, фармацевтической и биосинтетической промышленности. Интерес к технологии уже проявило предприятие по производству пластиковых окон. Кроме того, фотокатализатор можно наносить на стекло, что, по словам разработчиков, может снизить затраты на очистку окон высотных зданий.
Источник: Минобрнауки России
Читайте также:
Изобретение российских ученых повысит надежность оптоволоконной передачи данных
«ЛИСА» с ИИ объединяет лидар, сонар и компьютерное зрение для помощи незрячим