Ученые РФ создали фотокатализаторы для дешевой очистки воды от токсичных соединений

Российские ученые разработали фотокатализаторы, которые позволяют использовать обычные светодиодные лампы для того, чтобы разрушать молекулы различных токсичных органических соединений. Это позволит удешевить технологии очистки воды от токсинов в 65-70 раз, сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).

«Потенциально полученные фотокатализаторы можно применять на очистных сооружениях фабрик и заводов. Использование видимого света для получения активных форм кислорода значительно удешевит процесс очистки, поскольку светодиодные лампы дешевле ультрафиолетовых в среднем в 65-70 раз», — говорится в сообщении.

Данный подход для очистки воды был разработан группой российских химиков под руководством старшего научного сотрудника Ивановского государственного химико-технологического университета Ивана Скворцова. Ключевой его частью являются сложно устроенные органические соединения бора и брома, которые способны поглощать фотоны видимого света и использовать их энергию для выработки активной формы кислорода, так называемого синглетного кислорода.

Подобная вариация его молекул отличается значительно более высокой химической активностью, чем «обычный» кислород, благодаря чему он активнее вступает в реакции с различными органическими и неорганическими веществами, присутствующими в воде. Для его выработки сейчас используется ультрафиолетовое излучение, чьи частицы света меняют электронную структуру молекул кислорода таким образом, что она переходит в синглетное состояние.

Российские ученые обнаружили, что аналогичного эффекта можно добиться соединив бромид бора и фталонитрил, углеводородную молекулу, получаемую при производстве нефтепродуктов, и затем обработать их при помощи производных ароматических карбоновых кислот и фенола. Полученные подобным образом вещества способны поглощать фотоны видимого света и превращать обычный кислород в синглетный с эффективностью от 49% до 62%.

В данном отношении, как отмечают исследователи, разработанные ими молекулы примерно вдвое превосходят уже существующие катализаторы. В перспективе, это позволит применять данные вещества в качестве дешевой замены для ультрафиолетовых систем очистки воды от опасных органических соединений на предприятиях текстильной и фармацевтической промышленности, а также для решения других задач, где необходимо получать синглетный кислород, в частности, при производстве лекарств от рака.