Сегодня для уменьшения воздействия загрязнителей используют целый комплекс технологий: физическую фильтрацию, каталитическую конверсию и биологические методы очистки. Но, как отмечается в свежем исследовании лаборатории "Химия гибридных наноматериалов и супрамолекулярных систем", многие традиционные подходы "часто сопряжены с высокими эксплуатационными расходами, сложной инфраструктурой и длительным обслуживанием". Одним из наиболее перспективных методов в таком контексте считают фотокатализ: специальные полупроводниковые материалы позволяют с помощью энергии света разлагать ненужные органические вещества до безвредных веществ. Под воздействием солнечных лучей образуются активные формы кислорода, которые окисляют загрязнитель. Применять такие соединения можно как в водной среде, так и на твердых поверхностях.
В Иванове решили создать материал с повышенной активностью в видимом свете, поскольку на его долю приходится почти половина солнечной энергии. Ученые синтезировали на основе раствора наноструктурированный титанат бария с оксидом цинка, прокалили новые композиты при температуре 1000 градусов Цельсия и обнаружили интересные свойства.
Особенно эффективным при фотокатализе оказался образец, где на ZnO приходилось 10 процентов массы. Спустя 90 минут воздействия ультрафиолетового источника света в водной среде с органическим красителем родамином Б разложилось 99,6 процента загрязняющего вещества, на твердых поверхностях - 79 процентов.
"Оксид цинка используется в солнцезащитных кремах как фотопротектор. Но в данном случае, находясь в наноразмерном состоянии, он выполняет обратную функцию - как фотосенсибилизатор", - пояснили в ИХР РАН.
Результаты исследования будут полезны при разработке современных систем очистки.