Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Новая разработка ученых из России очистит воду с помощью света
Ученые разработали новый метод синтеза нитрида углерода в β-фазе — материала, который по твердости не уступает алмазу и разлагает органические загрязнители под действием света. Подход позволяет получать нитрид углерода при комнатной температуре и не требует сложного оборудования и дорогих реактивов. Синтезированное соединение в 1,5–2 раза быстрее аналогов разлагает органические красители, благодаря чему потенциально может использоваться для очистки воды от загрязняющих веществ.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Diamond and Related Materials.
Нитрид углерода, состоящий из трех атомов углерода и четырех атомов азота, представляет собой соединение, по прочности сопоставимое с алмазом и способное ускорять химические реакции под действием света. Благодаря этому нитрид углерода перспективен в фотокатализе для очистки сточных вод от органических загрязнителей и в оптоэлектронике для создания светодиодов и компактных сенсоров для детектирования вредных веществ. Однако это соединение пока широко не используется из-за того, что синтезировать его дорого и сложно: процесс требует дорогих катализаторов на основе благородных металлов, температур до 1400°C и давления, превышающего атмосферное в 70 тысяч раз. Особенно трудно получить β-фазу нитрида углерода, которая теоретически должна быть тверже алмаза, но на практике часто оказывается нестабильной. Поэтому ученые ищут новые методики синтеза этого соединения.
Исследователи из Института химии растворов имени Г.А. Крестова РАН (Иваново) предложили простой и дешевый способ синтезировать нитрид углерода. Авторы пропускали электрический разряд между графитовыми электродами, погруженными в раствор органических веществ — мочевины или ацетонитрила. Под действием тока в растворе за счет локального испарения жидкости образовывалась плазма — ионизированный газ. В этой плазменной среде молекулы органических веществ распадались на активные частицы, которые, взаимодействуя между собой, формировали наночастицы β-фазы нитрида углерода.
Затем ученые исследовали способность материала ускорять химические превращения под действием света. В качестве модельной реакции авторы выбрали разложение органических красителей, которые широко используются для окраски тканей и часто со сточными водами попадают в водоемы. Синтезированный нитрид углерода под действием ультрафиолета разрушал загрязнители в 1,5–2 раза быстрее, чем другие фотокаталитические материалы на его основе. При этом материал сохранял стабильность даже после многократного использования, что позволит использовать его в реальных системах очистки сточных вод. Анализ электронной структуры наночастиц показал, что их высокая активность обусловлена совершенной кристаллической решеткой, в которой практически нет дефектов, мешающих работе вещества как катализатора.
Кроме того, авторы обнаружили, что физические свойства полученных образцов зависели от химического состав раствора, в котором проходил синтез. Так, наночастицы, сформированные в растворе с мочевиной, оказались немного более пористыми, чем образцы, синтезированные в ацетонитриле. Высокая пористость обеспечивает больший контакт с загрязнителями и более эффективное их разрушение.
Наночастицы, полученные в растворе ацетонитрила, были плотнее, а потому устойчивее к внешним воздействиям. Таким образом, меняя условия синтеза, можно создавать материалы со свойствами, которые требуются для различных практических задач, например для очистки воды или воздушных выбросов, а также других экологических приложений.
«Использование дешевых реактивов — мочевины или ацетонитрила — и одностадийный синтез снижают стоимость производства, что важно для внедрения технологии в промышленность. Синтезированный предложенным методом продукт может заменить дорогостоящие и токсичные катализаторы — например, на основе благородных металлов — и способствовать переходу к устойчивому химическому производству», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Николай Сироткин, кандидат химических наук, научный сотрудник Института химии растворов имени Г.А. Крестова РАН.
В дальнейшем исследователи планируют получить уникальные фотокаталитические композитные материалы на основе нитрида углерода и оксидов титана или меди. Развиваемый авторами подход значительно отличается от других методов получения материалов с использованием разрядной плазмы, так как в нем композиты будут получены в одностадийном процессе в одном реакторе без предварительного синтеза веществ-предшественников.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые из Института космических исследований РАН и МФТИ раскрыли химический механизм, объясняющий появление молекул воды на поверхностях астероидов.
Пластичность мозга — его способность перестраиваться под влиянием приходящей информации. Это свойство необходимо для обучения и адаптации. Пластичность особенно высока в детском и юношеском возрасте, она помогает быстро выучить иностранный язык и освоить сложные моторные навыки (например, фигурное катание). Ресурс пластичности есть и у пожилых людей — благодаря альтернативным нейронным сетям они восстанавливаются после травмы или инсульта. Как выясняется, высокая пластичность это не всегда хорошо. Нарушение тонкого баланса между пластичностью и стабильностью может вести к неприятным последствиям, таким как хроническая боль, тиннитус (звон в ушах) и фобии.
Исследователи Санкт-Петербургского государственного университета разработали эффективный способ обнаружения в крови важнейшего биомаркера иммунитета — неоптерина — с помощью нанотехнологий и лазера.
Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.
На наземные растения, в основном деревья, приходится 80 процентов всей биомассы Земли, 450 миллиардов тонн сухого углерода и более двух триллионов тонн «живого веса». Поэтому идея сажать новые леса для связывания СО2 из атмосферы долго казалась логичной. Новые данные показали, что реальность заметно сложнее.
«Любить лишь можно только раз», — писал поэт Сергей Есенин, а герои культовых сериалов приходили к выводу, что «настоящая» влюбленность случается в жизни максимум дважды. Однако ни один из этих тезисов не подкреплен научными данными. Американские исследователи подошли к вопросу иначе: опросили более 10 тысяч человек и вывели среднее число сильных влюбленностей, возможных в течение жизни.
Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.
Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.
Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
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