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 Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Астрономы показали, что внутри космических пустот (войдов) все же формируются связанные группы галактик. Причем их свойства могут радикально отличаться от аналогичных систем в более «густонаселенных» регионах. Такие группы позволяют проверить, как окружающая среда влияет на рост космических структур и распределение темной материи там, где вещества очень мало.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
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.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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