» Новости » Просмотр новости

Охрана окружающей среды

Химическая навигация: ученые СПбГУ разработали метод очистки воды с помощью наночастиц

15 января 2023    572

Химики Санкт-Петербургского университета разработали метод очистки воды от органических соединений с использованием наночастиц на основе оксида олова методом фотокатализа.


Схематичная иллюстрация подхода к разработке материала с фотокаталитической активностью против органических загрязнителей и бактерий

Загрязнение воды — одна из острых экологических проблем современности. Из-за высоких темпов развития промышленности и увеличения объемов сточных вод ухудшается экология водных объектов, поэтому ученые активно работают над разработкой новых способов очистки промышленных сбросов, которые позволяли бы быстро и без лишних отходов очищать воду от таких сложных загрязнителей, как органические красители.

Одним из наиболее перспективных методов очистки воды является фотокатализ — процесс, при котором энергия света используется для запуска химических реакций разложения органических соединений до углекислого газа и воды благодаря присутствию катализатора — особого материала в форме наночастиц. До сих пор отсутствовало понимание, что именно определяет эффективность и скорость такой очистки — размеры частиц, особенности их строения и состава. Ученые СПбГУ нашли ответ на этот вопрос.

Химики СПбГУ предложили системный подход, позволяющий подобрать под определенное вещество-загрязнитель наночастицы для использования в фотокаталитических установках для очистки воды. Разработанные материалы проявляют фотокаталитическую активность под действием видимого света от обычных диодных лампочек, которые по всем параметрам дешевле и проще в эксплуатации, чем используемые ранее ультрафиолетовые.

«Мы предлагаем принципиально новый подход, который можно сравнить с системой дорожной навигации. Так, при выборе маршрута до пункта назначения можно пользоваться обычной бумажной картой, самостоятельно прокладывать маршрут в режиме реального времени, ориентируясь на дорожные знаки и обстановку. Мы же предлагаем алгоритм, похожий на современные системы навигации, которые для любой желаемой точки назначения обрабатывают несколько вариантов маршрута, проводят анализ текущей дорожной ситуации и выбирают кратчайших путь. Если раньше материалы для фотокатализаторов подбирались практически наугад, то сегодня этот процесс становится продуманным и обоснованным», — рассказала основной исполнитель проекта, молодой ученый кафедры общей и неорганической химии СПбГУ Анастасия Подурец.

Исследования проводились в рамках проекта, поддержанного грантом Российского фонда фундаментальных исследований «Разработка подходов к компьютерному моделированию процессов роста наночастиц из растворов: теоретическое и экспериментальное исследование на примере диоксида олова — материала с фотокаталитической активностью». Результаты проведенного исследования будут также представлены в рамках защиты диссертации «Взаимосвязь "условия синтеза — морфологические и структурные параметры — фотокаталитические свойства" в допированных ионами 3d-элементов наночастицах диоксида олова».

В рамках работы ученые использовали оборудование ресурсных центров «Инновационные технологии композитных материалов», «Культивирование микроорганизмов», «Методы анализа состава и вещества», «Нанотехнологии», «Вычислительный центр», «Оптические и лазерные методы исследования», «Рентгенодифракционные методы исследования», «Физические методы исследования поверхности» Научного парка СПбГУ.

Исследования методов очистки воды с помощью наночастиц были опубликованы также в научных журналах Materials Chemistry and Physics и Journal of Hazardous Materials.

Еще 5 новостей по теме «Охрана окружающей среды»

Другие новости за 15.01.2023