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 Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Исследователи из Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ совместно с коллегами из Франции и Китая доказали, что эффект, который научное сообщество долго считало несомненным доказательством наличия топологической сверхпроводимости (и, следовательно, наличия частиц Майораны), может возникать и по совершенно банальным причинам — из-за тепловых эффектов. Работа ставит под сомнение интерпретацию множества экспериментов, проведенных за последние годы в разных лабораториях мира.
Устные рассказы жителей Центральной Африки о рыбах, карабкающихся вверх по водопадам, впервые удалось подтвердить и задокументировать. Ученые сняли на камеру, как тысячи крошечных паракнерий поднимаются по водопаду, высота которого составляет 15 метров.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Японские экологи непрерывно измеряли напряжение внутри 37 диких грибов и зафиксировали между ними направленный обмен электрическими сигналами. Локальный полив земли рядом с одним плодовым телом вызвал мгновенный всплеск передачи информации по всей подземной сети. Этот коммуникационный процесс объединил в единую структуру даже генетически чужеродные организмы.
Во время тестирования новой технологии, предназначенной для обнаружения структур, погребенных глубоко под землей, археологи обнаружили, что под руинами древнего города Буто в Египте расположено какое-то крупное здание — возможно, гробница или храм.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
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