14 декабря 2023 г.

Из-за деятельности промышленных предприятий одной из актуальных экологических задач является очистка окружающей среды, в том числе сточных вод, от токсичных отходов. Классические методы не позволяют до конца устранить органические соединения из очищаемой воды.

Альтернативным подходом является использование методов фотокатализа – процесса изменения скорости химических реакций под действием света. Такой метод является эффективным и в то же время отличается экономичностью и простотой реализации.

Процесс фотокатализа можно инициировать с помощью как ультрафиолетового излучения, так и видимого света, например, солнечного. Применяемые в промышленных масштабах фотокатализаторы на основе оксида титана TiO2 (анатаз) эффективны только при ультрафиолетовом облучении, что влечет дополнительные затраты на специальные источники УФ-излучения, их обслуживание и систематическую замену, а также на электроэнергию для их работы.

Использование фотокатализаторов, эффективных под действием видимого света, позволяет устранить указанные недостатки. Дополнительным преимуществом фотокатализаторов солнечного света является возможность использования уже существующих площадей водоочистных сооружений без их принципиальной модернизации.

Разработанное группой учёных Института водных и экологических проблем ДВО РАН висмутовое фотокаталитическое покрытие

На сегодняшний день разработано большое количество фотокатализаторов, сенсибилизированных к солнечному излучению. Зачастую это достигается за счет введения в их состав токсичных элементов, таких как кадмий и свинец. Ко всему прочему, многие фотокатализаторы недостаточно гидролитически стабильны и быстро теряют активность при циклических испытаниях.

Многие существующие методы получения эффективных катализаторов требуют дорогостоящих реагентов и значительных временных затрат. Кроме того, большинство методов синтеза не дает возможности формировать фотокаталитические покрытия на поверхности носителей, а позволяют получать только порошкообразные фотокатализаторы. Использование последних мало приемлемо с точки зрения экологической безопасности, поскольку не позволяет исключить вторичное загрязнение вод компонентами порошкового фотокатализатора. Всё это сдерживает широкое промышленное внедрение фотокатализаторов видимого света.

Группа учёных обособленного подразделения Хабаровского Федерального исследовательского центра ДВО РАН - Института водных и экологических проблем разработала метод формирования фотокаталитических покрытий на основе соединений висмута.

Висмут образует фотокаталитически активные соединения, поглощающие видимый свет, а также, что особенно важно, по сравнению с другими тяжелыми металлами обладает очень низкой токсичностью и высокой био-индифферентностью.

По мнению учёных, такой метод очистки сточных вод от растворенных органических загрязнителей превосходит по своим свойствам те, которые применяют сейчас.

О своих исследованиях в интервью Радио России рассказал научный сотрудник обособленного подразделения Хабаровского Федерального исследовательского центра ДВО РАН - Института водных и экологических проблем Олег Каминский.

Пресс-служба ХФИЦ ДВО РАН

Вернуться к списку новостей раздела