В Санкт-Петербурге создан новый фотокатализатор для очистки воды от органических соединений. Петербургский государственный университет

Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета синтезировали фотокатализатор на основе оксида олова, который способен разлагать антибиотики за 35 минут и окрашивать сточные воды за 20 минут. Эффективность созданного состава была проверена на образцах Невы. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, были опубликованы в научных журналах первого квартиля: ACS Applied Nano Materials и Chemospher. В последние годы содержание органических веществ в сточных водах возросло – это связано с бурным развитием химической промышленности во всем мире. Сегодня ученые активно работают над созданием и внедрением комплекса экологически чистых технологий производства, которые позволят снизить вредное воздействие на окружающую среду. Среди множества различных органических загрязнителей выделяются два больших класса: красители и антибиотики, поскольку они наиболее токсичны в высоких концентрациях. Красители активно используются в текстильной промышленности, при производстве бытовой химии, изделий из пластмасс, красок и лаков. Антибиотики широко используются для лечения различных заболеваний человека и профилактики инфекций в сельском хозяйстве, а иногда и при производстве удобрений. Эти органические вещества могут попасть в сточные воды как в процессе производства, так и в процессе использования. Например, при стирке из тканей вымываются нестойкие красители, а антибиотики частично выводятся из организма биологическими выделениями и попадают в сточные воды, что в долгосрочной перспективе влияет на естественные биологические процессы. Таким образом, сегодня в большинстве крупных рек мира наблюдается незначительное превышение концентраций этих веществ, что в настоящее время не оказывает заметного негативного воздействия на окружающую среду. Химики СПбГУ регулярно проводят исследования и создают технологии для решения этой проблемы. Так, они уже создали сорбент, помогающий очищать загрязненные воды от антибиотиков, разработали метод очистки с помощью наночастиц и создали нанолисты цинка для систем очистки воды. В рамках нового проекта, поддержанного грантом Российского научного фонда, ученые СПбГУ предложили удалять молекулы органических загрязнителей – красителей и антибиотиков – с помощью фотокатализа. Как пояснил один из исследователей, студент СПбГУ Евгений Скрипкин, под воздействием источника света фотокаталитический материал в воде генерирует особые молекулы – активные радикалы или, как их иначе называют, активные формы кислорода, которые уничтожать загрязняющие вещества. Фотокатализаторами могут выступать различные вещества. Для определения наиболее эффективного варианта необходимо систематически изучать процесс синтеза, изучать взаимосвязь между условиями синтеза и параметрами получаемых наночастиц для каждого материала, а также разработать алгоритм их получения с наибольшей выгодой. При этом на эффективность процесса очистки влияет и сам загрязнитель: фотокатализатор, уничтожающий один загрязнитель, может оказаться бесполезным в борьбе с другими. «Даже небольшое изменение условий синтеза может существенно изменить свойства материала – ухудшить или, наоборот, значительно улучшить их. Например, при определенных условиях мельчайшие наночастицы могут срастаться в более крупные, и у нас есть такая возможность. управлять этим процессом, изменяя условия синтеза и получая нужные свойства», — пояснила Ольга Осмоловская, руководитель группы синтеза и исследования наночастиц и наноструктурированных материалов СПбГУ. Химики СПбГУ разработали фотокатализаторы на основе диоксида олова и проверили их эффективность. Вещества способны удалять из воды смеси антибиотиков — сульфаперидина, сульфадимина и сульфметоксазола. Разработанный учеными СПбГУ состав позволил. добиться более 95% разложения антибиотиков за 35 минут, а за 20 минут получить полное разложение смеси трех красителей – метиленового синего, метиленового фиолетового и родамин 6Г. . Как отметил руководитель работы, доцент СПбГУ Михаил Вознесенский (кафедра физической химии), основными преимуществами являются дешевизна процесса и простота реализации, поскольку такая операция не требует сложных устройств и специальное оборудование. большие затраты времени и денег. Разработка ученых позволяет воспроизвести аналогичные эксперименты по очистке воды от других органических соединений. Проект открывает перспективы для разработки композиционных материалов, пригодных для использования в системах очистки воды. Следующим этапом работы ученых университета станет создание прототипа такой системы. Информация предоставлена пресс-службой СПбГУ Источник фото: ru.123рф.com