Найден простой и дешевый способ синтезировать вещество для очистки воды от органических загрязнителей

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.