Ученые создали эффективные катализаторы для очистки воды с помощью солнечного света
Ученые Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из России и ОАЭ открыли наиболее эффективную структуру вещества для фотокатализа в видимом диапазоне. Это открывает путь для создания высокоэффективных и экологически чистых катализаторов для очистки воды от органических загрязнителей: красителей, фармацевтических препаратов, пестицидов, нефти и др. Результаты работы опубликованы в журнале Catalysis Science and Technology.
По данным Росгидромета, каждый год в России фиксируют более 2,5 тысяч высокого и экстремально высокого загрязнения поверхностных вод. В основном токсичные вещества попадают в реки и озера прямо с промышленных производств. Среди них велика доля органических соединений: красителей, фармпрепаратов, пестицидов и др.
Фотокатализ – это перспективная технология для очистки воды и воздуха, позволяющая использовать энергию солнечного света для разложения токсичных органических загрязнений. Но большинство современных фотокатализаторов работают только с ультрафиолетом, который составляет около 5% от всего солнечного спектра. Остальные 50% энергии, которые приходятся на видимый диапазон, пропадают впустую.
Чтобы заставить их использовать видимый свет, нужно перестроить электронную структуру материалов, которая определяет его оптические свойства. При этом традиционные методы химического синтеза либо не позволяют точно контролировать дефекты в материале, либо требуют использования химических добавок, которые могут блокировать активные центры.