Создан фотокатализатор для очистки промышленных стоков от гидразина

МОСКВА, 16 июня. /ТАСС/. Китайские химики разработали фотокатализатор на базе наночастиц из органических молекул и оксида алюминия, которые способны очень быстро очищать сточные воды с промышленных предприятий от гидразина при облучении этих стоков солнечным светом. Это позволит защитить природные среды от накопления токсичных молекул этого соединения, пишут исследователи в статье в научном журнале Nature Water.

"Проведенные нами опыты показали, что созданный катализатор способен всего за пять часов очистить загрязненную воду от всех заметных следов гидразина, что позволяет использовать очищенные стоки в промышленности и сельском хозяйстве. При этом катализатор легко перерабатывается и не порождает побочных продуктов, что открывает дорогу для устойчивой очистки опасных сточных вод", - говорится в исследовании.

Как объясняют разработчики этого катализатора, профессор Института химии КАН (Пекин) Линь Юйцзэ и химики, гидразин представляет собой чрезвычайно токсичное соединение водорода и азота. Оно широко используется в промышленности в качестве реагента для производства пластмасс, инсектицидов и ряда других химикатов, а также в качестве основы для ракетного топлива, антикоррозийных агентов и для нанесения металлических покрытий.

Попадание даже небольших количеств гидразина в воду ведет к очень серьезным последствиям для здоровья человека и благополучия природных экосистем, что вынуждает ученых искать пути очистки водных сред от подобных загрязнений. Уже существующие катализаторы и подходы не всегда позволяют максимально качественно удалять гидразин из воды или требуют больших расходов энергии и других химикатов, что ограничивает их применимость на практике.

Химики создали органический фотокатализатор, который лишен подобных проблем благодаря наличию у него способности особенно эффективно поглощать энергию солнечного света в очень широком диапазоне длин волн. Для этого ученые объединили два типа органических молекул, одна из которых активно захватывает свободные электроны, а вторая - вырабатывает их при поглощении света, и упаковали их внутрь наночастиц из оксида алюминия, защищающих катализатор от внешней среды.

При облучении светом эти наноструктуры вырабатывают электрический ток, который заставляет соседние с ними молекулы гидразина расщепляться на воду и азот даже при очень низких концентрациях этого загрязнителя. По уровню КПД данный нанокатализатор превосходит уже существующие решения примерно на два порядка, что позволяет использовать его для очистки воды от гидразина в максимально широком наборе условий с минимальными расходами энергии и других ресурсов, подытожили ученые.