Наночастицы серебра помогут эффективнее очищать водоемы от органических загрязнителей
Ученые ТПУ совместно с коллегами из Китая нашли способ модифицировать фотокатализатор на основе оксида висмута для очистки воды методом фотокатализа. Они синтезировали наноструктуру, которая состоит из нелинейного оптического материала, окруженного оксидом висмута и наночастицами серебра. Это позволило повысить эффективность катализатора.
Результаты исследования специалистов Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ и Университета электронных наук и технологий Китая опубликованы в Journal of Environmental Chemical Engineering.
Фотокаталитическая технология заключается в том, что органические вещества разлагаются на катализаторах до углекислого газа, воды и других простых веществ. Этот процесс запускается под действием искусственного ультрафиолета или солнечного света. Ученые делают ставку на последний.
Очищение под влиянием солнечного света особенно эффективно для таких органических загрязнителей как пестициды, эстрогены, вирусы. Катализатор — вещество, которое ускоряет процесс. При этом сам он в процессе реакции не расходуется, то есть нет необходимости непрерывно добавлять химические вещества в очищаемую воду.
Одним из эффективных фотокатализаторов для данной технологии является оксид висмута: он нетоксичен, имеет низкую стоимость и высокую химическую стабильность. Но есть ряд факторов, ограничивающих его эффективность и использование на практике. Так, катализатор на основе оксида висмута может использовать только малую часть света для катализа — ультрафиолет, а видимый и инфракрасный свет при этом не участвуют в процессе. Потому ученые поставили задачу модифицировать фотокатализатор так, чтобы задействовать в процессе катализа как можно большую часть солнечного спектра.
«У нас в группе накоплен богатый опыт по свойствам и фотокатализу наночастиц серебра. Они имеют малоизвестное уникальное свойство — поглощают разные цвета в зависимости от размера наночастиц. Подобрав оптимальный размер, с помощью таких частиц можно «поймать» существенную часть видимого света. Кроме того, существуют нелинейные оптические материалы, которые способны превращать инфракрасное излучение в более энергетическое — в видимом или ультрафиолетовом диапазоне.
Наночастицы, способные повышать частоту света, были покрыты наночастицами оксида висмута и серебра. Синтезированная наноструктура позволяет катализатору эффективно взаимодействовать с водой за счет большой площади поверхности», — рассказывает профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Евгения Шеремет.
Действенность катализатора проверялась на экспериментальной базе коллег из Китая, где изучалась его способность разлагать краситель родамин B и антибиотик тетрациклин. Частицы, объединяющие все три элемента — частицу, повышающую частоту света, серебро и оксид висмута, оказались наиболее эффективными.
«При применении усовершенствованной технологии на практике система промышленного масштаба должна будет использовать специальный фотокаталитический реактор. Есть два варианта его функционирования: либо вода перемешивается с наночастицами фотокатализатора для более эффективной работы, либо фотокатализатор фиксируется на поддерживающей подложке, например, мембране или волокнах, через которую пропускается вода», — комментирует еще один автор статьи, профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Рауль Родригес.
Совместная работа над серебряными наноструктурами продолжается. Сейчас томские ученые исследуют фундаментальные процессы фотокатализа на плазмонных наночастицах и недорогие способы изготовления таких систем в рамках программы «Приоритет 2030».
Telegram 
Дзен 
VK Исследователям удалось обнаружить у побережья филиппинского острова Лусон останки «Хофуку Мару» — печально известного японского плавучего концлагеря, подорванного торпедой союзников в 1944 году. Затонувший корабль стал братской могилой более чем для тысячи военнопленных, находившихся на борту.
Чтобы половина Вселенной оказалась заполнена самовоспроизводящимися машинами, достаточно всего одной технологической цивилизации на миллион галактик. К такому выводу астрофизик Дэвид Киппинг пришел, впервые рассчитав последствия парадокса Ферми в космологических масштабах. Результат сделал отсутствие следов внеземного разума еще труднее для объяснения.
Ученые впервые объединили головной мозг и аналог спинного мозга плодовой мушки в общую трехмерную карту. Результаты показали, как голова и тело обмениваются сигналами. Анализ сети помог выявить распределенную систему контроля: базовыми движениями насекомого руководили местные группы нейронов, тогда как мозг играл лишь роль координатора.
Исследователи НИУ ВШЭ и МГУ доказали универсальный закон, описывающий время исчезновения популяций в случайной среде. Анализ эволюции ветвящихся процессов — сложных вероятностных систем — показал, что вне зависимости от изначального числа особей процесс вымирания подчиняется строгим математическим закономерностям.
Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.
Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно