Совместная работа с китайскими партнерами.
Специалисты из Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) в сотрудничестве с экспертами из Дагестанского государственного университета и Университета науки и технологий Шэньси создали материал, основанный на неорганических соединениях, которые способны разрушать загрязнители при воздействии света и звука. Данное вещество состоит из сложного оксида висмута, титана и ниобия и может применяться для очистки воды на текстильных и фармацевтических производствах.
Фокус на этих отраслях обусловлен тем, что именно производственные стоки таких заводов содержат большое количество органических красителей, загрязняющих водные ресурсы и окружающую среду. На сбросах установлены фильтры, однако их работа зачастую оказывается недостаточно эффективной. Ученые занимаются поиском путей улучшения технологий очистки. Им удалось выяснить, что оксид висмута, титана и ниобия способен разлагать сложные органические молекулы до безопасных. Но реакция инициируется либо светом, либо ультразвуком.
В ходе экспериментов авторы исследования проверяли различные структуры вещества, собранного в слоистом виде. При этом в синтезе использовались разные методы: твердофазный и метод расплавленных солей. После этого сравнивалась эффективность материалов, полученных различными способами.
Тестирование проводилось в трех режимах: при свете, ультразвуке и их сочетании. В качестве опытного материала использовался метиленовый синий — традиционный органический краситель из текстильной сферы. В результате установлено, что материал, созданный твердофазным методом, разлагает около 84% красителя за один час при световом воздействии, а полученный методом расплавленных солей — 46%. Под ультразвуком оба образца показали примерно одинаковые результаты — около 77%. Однако наилучшие результаты были достигнуты при комбинированном подходе в обоих случаях — эффективность составила 93%.
Дефекты кристаллической решетки, которые более выражены при твердофазном методе получения смеси, лучше способствуют фотокаталитическим реакциям, усиливая их. В то же время пьезоэлектрическое поле под ультразвуком ослабляет эти реакции. Поэтому общий эффект от подходов ниже, чем последовательное воздействие на вещество светом и ультразвуком. А с материалом, полученным методом расплавленных солей, наблюдается обратный эффект.
