В России нашли способ разлагать токсичные отходы с помощью обычной лампочки

При работе текстильных и фармацевтических предприятий образуются химические отходы, например, ароматические углеводороды или полупродукты (вещества, оставшиеся от реакций) лекарственных средств, опасные для окружающей среды.

Экологическая проблема загрязнения воды и воздуха становится все более актуальной в современном мире, требуя поиска новых, более эффективных способов очистки и утилизации вредных веществ.

МОСКВА, 20 сен - РИА Новости. Российские ученые синтезировали новые фотокатализаторы — вещества, способные под действием видимого света превращать кислород в его активную форму, которая может разлагать токсичные органические соединения, причем в десятки раз дешевле, чем при использовании существующих технологий, сообщили РИА Новости в Российском научном фонде (РНФ). Эти новые фотокатализаторы представляют собой перспективное решение для борьбы с загрязнением окружающей среды и могут стать ключевым инструментом в борьбе с экологическими проблемами.

Новые технологии, разработанные российскими учеными, открывают новые горизонты в области обращения с опасными отходами и снижения вредного воздействия на экосистему. Использование фотокатализаторов для очистки воды и воздуха от токсичных веществ может значительно улучшить экологическую ситуацию не только в России, но и во всем мире.

Для обеспечения безопасности окружающей среды и здоровья людей необходимо разлагать опасные органические соединения до более безвредных веществ, таких как вода и углекислый газ. Этот процесс обычно осуществляется с использованием синглетного кислорода, который обладает более высокой энергией по сравнению с обычным кислородом. Благодаря своей активности, синглетный кислород способен эффективно окислять органические вещества, вызывая их разрушение.

Изготовление синглетного кислорода в настоящее время осуществляется с использованием ультрафиолетовых ламп и металлических катализаторов. Однако эти методы имеют свои недостатки: они дорогие и могут быть опасны для экосистем, так как могут нанести вред фитопланктону, важному звену в пищевой цепи. Поэтому ученые стремятся найти более доступные и безопасные способы производства синглетного кислорода, который может быть использован для разложения опасных органических отходов и для производства лекарств.

В поисках новых методов получения синглетного кислорода, ученые исследуют различные технологии, включая электрохимические процессы и использование наночастиц. Эти инновационные подходы могут не только снизить затраты на производство синглетного кислорода, но и сделать его использование более безопасным для окружающей среды. В результате, это позволит более эффективно бороться с загрязнением и создавать новые возможности для применения этого важного соединения в различных областях науки и промышленности.

Эксперты из Ивановского государственного химико-технологического университета (Иваново) вместе с учеными из других научных организаций в России провели исследование, в результате которого были созданы шесть фотокатализаторов, способных генерировать синглетный кислород при воздействии видимого света - будь то солнечный свет или свет от LED-ламп. Этот процесс осуществляется за счет поглощения энергии света катализатором, после чего энергия передается на молекулы кислорода, активируя их.

Интересно, что в ходе исследования было установлено, что эффективность превращения обычного кислорода в синглетный при использовании разработанных фотокатализаторов составляет от 49% до 62% при воздействии света. В сравнении с широко распространенными катализаторами на основе соединений титана и вольфрама, эти новые фотокатализаторы показали более высокую эффективность - около 30%.

Такие инновационные разработки в области фотокатализа могут иметь значительное значение для различных промышленных процессов, включая очистку воды, производство водорода и другие катализируемые реакции, что открывает новые перспективы для использования солнечной энергии в химической промышленности.

Исследователи утверждают, что фотокатализаторы могут быть широко применены не только на промышленных объектах, но и в бытовых условиях. Под воздействием дешевых светодиодных ламп они способны превращать обычный кислород в синглетную форму, что позволяет эффективно разрушать вредные вещества. Это открывает новые перспективы в области экологии и обеспечения чистоты воздуха.

Синглетный кислород, получаемый при помощи фотокатализаторов под воздействием света, способен разлагать полупродукты лекарств и ароматические углеводороды на безопасные компоненты, такие как вода и углекислый газ. Это значительно улучшит процесс очистки сточных вод и воздуха, снижая вредное воздействие на окружающую среду.

Использование видимого света для генерации синглетного кислорода является более экономичным решением по сравнению с ультрафиолетовыми лампами. Согласно оценкам ученых, светодиодные лампы в среднем в 65-70 раз дешевле, что делает процесс очистки более доступным и эффективным для различных отраслей промышленности.

Эксперименты показали, что полученные учеными фотокатализаторы с эффективностью до 100% способны превращать сульфиды в сульфоксиды, которые являются важными компонентами лекарств для противораковой терапии и лечения заболеваний нервной системы. Это открытие открывает новые перспективы в области медицины и фармацевтики, позволяя создавать более эффективные препараты с помощью фотокатализа.

Как отмечают авторы исследования, новые фотокатализаторы могут применяться до одной тысячи раз без потери эффективности, что делает их конкурентоспособными по сравнению с фотокатализаторами, используемыми в промышленности. Это значительный шаг вперед в развитии экологически чистых и эффективных методов обработки загрязненных веществ.

Планы исследователей включают протестирование фотокатализаторов с разной химической структурой и их сочетание с другими веществами, такими как диоксид титана, нитрид углерода и графен. Эти эксперименты позволят более глубоко понять механизмы действия фотокатализаторов и оптимизировать их использование для разложения загрязнителей в окружающей среде.

Исследование, проведенное под руководством Ивана Скворцова, открывает новые перспективы в области улучшения фотокатализаторов и разработки новых технологий для разложения токсичных химических соединений в воде. Это важное направление исследований, которое может привести к значительным улучшениям в области очистки воды.

Согласно словам руководителя проекта, эти усовершенствованные технологии могут иметь широкое применение в различных отраслях, где необходимо обеспечить чистоту воды и улучшить экологическую ситуацию. Результаты исследования могут стать основой для создания более эффективных методов очистки воды от загрязнений.

Ученые из различных институтов, таких как Российский технологический университет МИРЭА, Институт физической химии и электрохимии имени Фрумкина РАН и Институт химии растворов имени Крестова РАН, приняли активное участие в этом исследовании. Их коллективные усилия помогли добиться значительных результатов и продвинуть науку вперед.

Источник и фото - ria.ru