Создан фотокатализатор нового поколения — он разлагает загрязнители на солнце и снижает затраты на очистку
Ученые Пензенского государственного университета (ПГУ), подведомственного Минобрнауки России, разработали фотокатализатор с уникальными свойствами. Новый материал способен эффективно разлагать органические загрязнители не только под действием ультрафиолетового излучения, но и при освещении обычным солнечным светом. Это открывает перспективы для более экономичной и экологичной очистки воды и воздуха.
По данным исследователей, образцы фотокатализатора показали высокую эффективность: более 80% модельного загрязнителя — красителя метилового оранжевого — разлагается за 120 минут. При воздействии ультрафиолета степень разложения достигала 78%, а при солнечном свете — 75%.
Новый материал создан в межкафедральной научной лаборатории «Перспективные наноматериалы, покрытия и устройства электроники» ПГУ. Его структура напоминает ветви дерева: «крупные» ветви состоят из оксида цинка, модифицированного алюминием, а на «мелких» расположены наночастицы оксида меди (II). Такой иерархический подход позволил объединить два метода расширения спектра работы фотокатализаторов, сделав их активными и в видимой области солнечного излучения.
Для получения материала ученые применили золь-гель технологию: сначала синтезировали специальный золь, затем сформировали из него пленку методом центрифугирования (spin-coating), а финальный этап включал отжиг при температуре 550 °C. Экспериментально подобранное соотношение компонентов (по 3 атомных процента алюминия и меди) оказалось ключевым для формирования нужной структуры.
Разработчики отмечают, что новый фотокатализатор проще и дешевле в производстве, чем существующие аналоги. Он может использоваться в очистных сооружениях промышленных предприятий, в фармацевтической промышленности, а также при создании самоочищающихся покрытий и антимикробных материалов.
На изобретение уже получен патент, а интерес к технологии проявляют крупные предприятия Пензенской области. Ведутся переговоры о внедрении разработки.
Источник: Минобрнауки РФ
Фото: ПГУ