Российские химики синтезировали вещество для утилизации отходов

Фотокаталитические вещества могут послужить эффективными материалами для утилизации отходов. При облучении светом они расщепляют органические загрязнители на молекулы. Обычно в роли такого материала используется оксид титана, однако реакция с ним происходит только при облучении ультрафиолетом, что затрудняет его широкое промышленное применение.

В ходе нового исследования химики нашли альтернативу — висмутат бария, способный разлагать загрязнители, расщеплять воду и углекислый газ, а значит его использование внесёт вклад в снижение количества парниковых газов в атмосфере. Кроме того, материал может использоваться для изготовления водородного топлива.

Учёные также смогли создать новый метод получения висмутата бария: в отличие от стандартных, он позволяет синтезировать чистое вещество без карбонатовых примесей. Для этого смеси оксида и нитрата бария были измельчены и подвергнуты термической обработке, после чего получившийся порошок сформировали в тонкие плёнки на кварцевой подложке. После этого были определены состав и зонная структура образцов.

Фотокаталитические свойства материала были протестированы на примере фенола. Висмут бария осуществил более быстрое разложение фенола, чем оксид титана. Как выяснилось впоследствии, фотокаталитичность висмутата бария обусловлена фотодырками (положительно заряженными ответстиями) и супероксидными радикалами — частицами, которые образуются в ходе присоединения электронов.

«Результаты нашего исследования помогут прогнозировать, в каких других реакциях может проявляться фотокаталитическая активность висмутата бария. Это позволит использовать его сразу в нескольких областях экологически чистой, так называемой "зеленой" экономики, например, для очистки сточных вод от органических загрязняющих веществ, а также для фотокаталитического получения водорода из воды для нужд водородной энергетики», — отмечает руководитель проекта по гранту РНФ Дмитрий Штарев.