Челябинские ученые придумали безопасный фотокатализатор для очистки воды

Ученые Южно-Уральского государственного университета в Челябинской области придумали недорогой безопасный фотокатализатор — полупроводниковый материал, который под воздействием ультрафиолета способствует разложению трудноокисляемых загрязнителей и очищает воду. Работы выполнены по программе «Приоритет-2030» нацпроекта «Наука и университеты», сообщили в вузе.

«Известен нитрид углерода, соединение углерода и азота — надежный и в то же время нетоксичный фотокатализатор. Один из его аллотропов (образование множества химических веществ из одного элемента — прим. ред.) — 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», — объясняет заведующий кафедрой «Экология и химическая технология» Института естественных и точных наук вуза Вячеслав Авдин.

Ученые исследовали именно политриазинимид. Это бледно-желтый порошок, состоящий из мельчайших частиц (примерно 1,5 мкм). Из-за размера его сложно транспортировать в больших объемах, добавлять в воду, а затем фильтровать. Поэтому порошок добавляют в силикагель (высушенный гель), высушивают и формируют гранулы размером 1,5 мм.

«Как испытать его фотокаталитическую активность? Ученые взяли в качестве загрязнителя метиленовый оранжевый органический краситель. <…> Была проведена серия экспериментов с разными модификациями силикагеля. При необходимости раствор подкисляли», — рассказали в университете.

Перед исследователями стояла задача подобрать оптимальную дозировку как фотокатализатора, так и силикагеля. Экспериментально был найден вариант: 200 мг политриазинимида в 35 мл силикагеля. После установки вода вышла без красителя.

«Этот состав продемонстрировал и самую высокую скорость очистки. При этом даже самый слабый из участвовавших в эксперименте составов показал результат примерно 30% эффективности», — отметили в вузе.

Главная цель нацпроекта «Наука и университеты» — вывести Россию в пятерку мировых лидеров по разработкам в приоритетных областях. Создаются условия, чтобы ученым было комфортно жить и работать в нашей стране, большое внимание также уделяется популяризации науки, чтобы привлечь в эту сферу молодежь. Запущена программа по созданию сети современных кампусов. Исследователей обеспечивают передовым оборудованием и инфраструктурой, в том числе уникальными установками класса «мегасайенс» и новыми научными судами. Вузы, НИИ и бизнес приглашают участвовать в совместных проектах, что позволяет быстрее и эффективнее использовать передовые открытия на благо развития страны. Нацпроекты реализуются по решению Президента РФ Владимира Путина с 2019 года.