Forskare från RUDN University (Ryssland) har tagit fram en ny metod för att omvandla titannanopartiklar till ett effektivt ämne som kan ta bort giftig fenol från vatten, även i synligt ljus. Resultaten av studien rapporteras i Journal of Materials Science:Materials in Electronics .

"Miljöföroreningar är utan tvekan ett av de största hoten mot mänskligheten - och mot hela planeten Jorden. Industri är ansvarig för många typer av föroreningar, och överföringen av giftiga organiska ämnen till vattnet är en av dem, "säger Yahya Absalan, Doktorand vid RUDN och huvudförfattare till uppsatsen. Ett sådant ämne är fenol (och dess derivat), produceras i stor skala (cirka 7 miljarder kilo per år). Fenolderivat fungerar som föregångare till många material och föreningar, plast, tvättmedel och läkemedel. Dock, detta ämne kan orsaka skadliga effekter på centrala nervsystemet och hjärtat, levern och njurarna.

Kemister har utarbetat ganska många metoder för att avlägsna fenol från vatten. En av dessa metoder tar hänsyn till nanomaterial, värderas för sina optiska och magnetiska egenskaper. Dessa egenskaper kommer från unika egenskaper hos nanopartiklar på grund av deras stora yt- och ytaktivitet.

Forskarna från RUDN University arbetade med titandioxid (TiO ₂ ) nanopartiklar. Detta är en halvledare som, efter att ha frikänt UV-ljus, kan reagera med vatten. Denna reaktion leder till produktion av två radikaler-OH • och O2- •, den där, i tur och ordning, kan reagera med fenol och minska koncentrationen av fenol i vatten.

Dock, energibandgapet för dioxid titan är 3,25, så det kan bara absorbera UV-ljus (och, därför, rena vatten endast under mycket specifika och kostsamma förhållanden). RUDN -kemisterna försökte modifiera titandioxid med övergångsmetaller - metalliska element som upptar ett centralt block (grupper IVB – VIII, IB, och IIB, eller 4–12) i det periodiska systemet. Ren MTiO ₃ ("M" här står för "metall" - kadmium, krom, nickel, mangan, järn och kobolt) nanopartiklar bildades när prekursorn värmebehandlades vid 750 ° C i 210 minuter.

Dopning av en övergångsmetall till titandioxid tillåter forskare att minska energibandgapet och, följaktligen, öka våglängden. TiO ₃ kan absorbera inte bara UV-ljus, men synligt ljus, också. Detta skulle göra det möjligt för forskare att ta bort fenol från vatten under icke-specifika förhållanden nästan överallt.

Forskarna har redan planerat att utöka omfattningen av sitt experiment genom att använda sällsynta metaller istället för övergångsmetaller, till exempel. "Det är fortfarande en lång väg kvar innan vi kan överföra vår nya metod till industrin. Sex månader, eller två år, kanske. I alla fall, detta är ett mycket lovande ämne som ska användas mot föroreningar, "avslutade Absalan.