Алсу Нугманова, автор статьи и кандидат химических наук. Источник: Мария Калинина.
В два раза увеличилась активность фотокатализаторов на основе оксида графена благодаря электрическому полю. Авторы проверили это в ходе реакции разложения органического загрязнителя с участием катализатора. Открытие способствует созданию новых экологичных способов очистки воды, производства водорода и химического синтеза. поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Materials Chemistry A.
Фотокатализ, ускорение химических реакций с помощью катализаторов, преобразующих свет в полезную работу, — ключевое направление «зеленых» технологий. Фотокатализаторы, чувствительные к видимому солнечному свету, могут упростить и удешевить очистку воды, переработку углекислого газа и производство водорода. Несмотря на потенциал, применение в промышленных процессах ограничено: доступные фотокатализаторы малоэффективны и поглощают ультрафиолет, составляющий небольшую часть солнечного спектра, а новые материалы очень дорогие и не производятся в необходимых количествах.
Химики из Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина Российской академии наук. (Москва) с коллегами повысилиПовышение активности фотокатализаторов на основе оксида графена под воздействием внешнего электрического поля. Оксид графена, доступный и недорогой наноматериал, реагирует на электрическое поле, но не на солнечный свет. Ученые сделали частицы оксида графена светочувствительными, добавив к ним органические красители. Полученные фотокатализаторы способны ускорять передачу электронов в химической реакции при наличии внешнего электрического поля.
Исследователи подтвердили существование эффекта, увеличив в два раза скорость фотокаталитического разложения органического загрязнения в экспериментальной каталитической ячейке. В ячейку помещали водный раствор с фотокатализатором и воздействовали на него внешним полем.
Наша разработанная фотокаталитическая ячейка с бесконтактным внешним источником поля — доступная, недорогая и экологичная технология. Она работает по принципу «фотокатализ в конденсаторах», которые можно заряжать солнечным светом и не требуют постоянного подключения к сети. Представляется возможным модифицировать ее для использования электрических полей высоковольтных линий электропередач для работы систем очистки воды или модулей химического синтеза. В дальнейшем планируется исследовать катализаторы с другими красителями, чтобы определить наиболее активные из них. Руководитель проекта, получившего грант РНФ, Мария Калинина, доктор химических наук, профессор РАН, ведущий научный сотрудник Лаборатории биоэлектрохимии Института физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН, рассказывает.
В исследовании принимали участие сотрудники Московского педагогического государственного университета (Москва), Уральский федеральный университет имени первого Президента Российской Федерации Б.Н. Ельцина (Екатеринбург) и Университета Регенсбурга (Германия).
Пресс-служба Российского научного фонда предоставила информацию и фотографии.