В ЮУрГУ разработали недорогой безопасный фотокатализатор для очистки воды
Фотокатализатор для очистки воды от загрязнителей разработали и исследовали специалисты Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ), 10 сентября сообщает пресс-служба вуза.
Для очистки промышленных стоков от фенола, красителей и других загрязнителей в настоящее время всё чаще применяются фотокатализаторы. Они представляют собой полупроводниковые материалы, которые под воздействием ультрафиолета (или специального облучения, или просто солнечного света) инициируют разложение трудноокисляемых загрязнителей и таким образом обеспечивают очистку воды.
Заведующий кафедрой «Экология и химическая технология» Института естественных и точных наук ЮУрГУ, доктор химических наук Вячеслав Авдин пояснил:
«Известен нитрид углерода (соединение углерода и азота) — надежный и в то же время не токсичный фотокатализатор. Один из его аллотропов — политриазинимид, когда состав вещества остается таким же, как в других соединениях азота и углерода — три атома углерода и четыре азота, но в кристаллической решетке они расположены иначе».
Ученые ЮУрГУ под руководством Вячеслава Авдина провели исследование политриазинимида. Его результаты они представили в статье «Фотокаталитическое разложение красителей гранулированными фотокатализаторами», опубликованной в сборнике Всероссийской научно-практической конференции «Современные материалы и методы решения экологических проблем постиндустриальной агломерации».
Политриазинимид представляет собой бледно-желтый порошок, частицы которого имеют размер всего примерно 1,5 мкм. Поэтому в промышленных масштабах работать с ним — транспортировать тоннами, добавлять в воду, а затем отфильтровывать — слишком сложно. Для решения этой проблемы из такого порошка, добавив в него силикагель (коллоид, золь кремниевой кислоты), ученые ЮУрГУ сформировали гранулы размером 1,5 мм.
Чтобы испытать их фотокаталитическую активность, ученые загрязнили воду метиловым оранжевым — хорошо известным химикам токсичным органическим красителем, а также индикатором pH. После чего провели серию экспериментов с разными модификациями силикагеля, чтобы подобрать оптимальную дозировку фотокатализатора и силикагеля.
Экспериментально был установлен такой вариант: 200 мг политриазинимида в 35 мл силикагеля, который дал лучшие показатели по качеству (вода из установки выходит чистой) и скорости очистки от красителя. Кроме визуальной, проводилась и проверка добавлением кислоты, на которую этот краситель реагирует. При этом и самый слабый из участвовавших в эксперименте составов показал примерно 30-процентную эффективность, что тоже совсем неплохо.
В настоящее время ученым удалось добиться данным методом 100-процентной очистки воды.
