Российские учёные создали «зелёные» фотокатализаторы для быстрой очистки воды

Учёные из России совместно с коллегами из Объединённых Арабских Эмиратов разработали новые фотокатализаторы на основе соединений ниобия, лития и кислорода, способные эффективно разрушать органические загрязнители воды, включая красители и пестициды, при минимальном воздействии на окружающую среду. Об этом сообщает пресс-служба Московский физико-технический институт (МФТИ).


Фотокатализ — технология, позволяющая использовать солнечный свет для разложения токсичных органических веществ. Проблема современных материалов заключается в том, что большинство фотокатализаторов активны лишь в ультрафиолетовом диапазоне, который составляет всего около 5% солнечного спектра, в то время как видимый свет, приходящийся на оставшиеся 50%, остаётся неиспользованным.

Исследователи решили эту проблему, создав кристаллический оксид ниобия с добавлением небольшого количества лития. Материал облучали мощными короткими вспышками лазера под слоем воды, что приводило к формированию точечных дефектов в кристаллической решётке. Эти дефекты способствуют разделению зарядов при воздействии видимого света, позволяя носителям заряда достигать поверхности наночастиц и преобразовывать воду и кислород в активные формы кислорода — гидроксильные радикалы и супероксид-анионы, разрушающие загрязнители.

По данным экспериментов, новый нанокатализатор разрушает молекулы красителей примерно в 2,3 раза быстрее, чем существующие аналоги на основе аморфного оксида ниобия. За 150 минут обработки он позволял очистить раствор на 90%, демонстрируя высокую эффективность и универсальность применения для удаления различных загрязнений из воды.

Старший научный сотрудник Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ Илья Завидовский подчеркнул, что открытие открывает перспективы для разработки экологически безопасных технологий очистки воды и ускорения химических реакций с использованием солнечного света.

Читайте также: