ТАСС, 12 мая. Специалисты Пензенского государственного университета разработали методику недорогого и эффективного процесса очистки воздуха и воды путем фотокатализа. Как сообщили в пятницу в пресс-службе ПГУ, запатентованное изобретение позволяет вместо наночастиц благородных металлов использовать наночастицы меди и цинка.
В современной индустрии нашел применение фотокатализ - ускоренное разложение загрязняющих воду и воздух веществ с помощью активных веществ - катализаторов и светового облучения. В качестве фотокатализаторов обычно используются полупроводниковые материалы, в которых под действием излучения образуются "электронно-дырочные пары". Они, в свою очередь, захватываются различными молекулами и инициируют химические превращения. Например, молекулы кислорода и воды превращаются в высокоактивные радикалы, способные разрушить органические загрязнители до безвредных веществ (а иногда даже и полезных веществ - можно получать некоторые виды органических топлив).
"В Пензенском государственном университете готовы предложить российской промышленности использовать солнечную энергию для очистки воды и воздуха, а также в процессах "зеленого" органического синтеза, в химической, фармацевтической и биосинтетической промышленности. Ученые разработали фотокатализаторы на основе полупроводниковых гетеропереходов, модифицированных наночастицами меди. "Совместная работа" солнца и фотокатализатора позволит существенно сократить затраты на очистку сточных вод и улучшит экологическую ситуацию. Изобретение из области нанотехнологий запатентовано и готово к внедрению", - отметили в пресс-службе ПГУ.
Как рассказал один из авторов проекта, заведующий кафедрой "Нано- и микроэлектроника" ПГУ Игорь Пронин, изобретение пензенских ученых решает одну из проблем. Промышленные образцы фотокатализаторов работают, как правило, только в ультрафиолетовой области спектра, что существенно ограничивает их использование в солнечном свете. Поскольку ультрафиолетовое излучение составляет всего 4% от солнечного, эффективность таких материалов крайне мала. Разработчикам удалось сместить диапазон эффективно используемого излучения в видимую область за счет применения наночастиц меди, которые играют роль "антенн", преобразующих излучение видимого диапазона в энергию электронов. Нанокристаллиты оксида и диоксида меди располагаются как бы "на ветвях" структуры из оксида цинка. До сих пор в аналогичных устройствах использовались наночастицы дорогих благородных металлов (золота, платины и палладия).