В то время как Земля с каждым днем движется в сторону глобального потепления и нехватки чистой воды, необходимой для хозяйственно-бытовых и питьевых нужд населения, ученые изобрели новый метод очистки воды при помощи солнечного света.
Ожидается, что новый способ заменит существующие методы, основанные на стерилизации воды при помощи хлора или озона, которые вредны для окружающей среды.
Механизм нового метода, получившего название «фотокаталитическая стерилизация», очень прост: в нем используется фотокатализатор, который стимулирует (или катализирует) реакцию кислорода в воде при наличии определенной длины волны света, а молекула активных форм кислорода, образующаяся в результате этой реакции, убивает бактерии.
Существует несколько отличных металлических катализаторов, которые возможно применить, но, к сожалению, они оставляют металлические остатки в воде.
С другой стороны, неметаллические катализаторы, такие как нанотрубки или графен, более безопасны, но по эффективности уступают металлическим катализаторам. Поэтому исследователи из Академии наук Китая и Университета Янчжоу разработали практичное, но нетоксичное решение. Они предложили использовать графитный нитрид углерода - платины из очень тонкого композитного материала, обладающего свойством поглощать свет и производить активные формы кислорода, которые могут обеспечить достаточный эффект очистки воды.Этот материал был особо отмечен экспертами в последние годы из-за его потенциальной эффективности хранения энергии. В эксперименте по очистке воды с его использованием стерилизация кишечной палочки в 50 мл воды, 99,9999% всего за 30 минут. Его производительность в 5 раз выше, чем у других неметаллических фотокатализаторов.
В уникальной структуре этого материала есть секрет, который можно применить на практике. Ультрафиолетовые лучи и видимый свет поражают химические соединения, эффективно производя активные формы кислорода, т.е. перекись водорода. Затем они прорывают клеточную стенку бактерий в воде, разрушая ее изнутри, после чего попадают в воду и кислород.
Самое главное преимущество этого метода, помимо почти стопроцентной очистки воды, это возможность его реализации в больших масштабах, т.к. графитные углеродные нитриды могут быть легко синтезированы при низких затратах, а сама система очень проста.
Тем не менее, фотокаталитическое стерилизации недостаточно для удаления других загрязнений. Теперь ученым предстоит решить непростую задачу, как объединить этот метод и при этом также удалить ионы тяжелых металлов, отрегулировать рН и удалить сухой остаток, сохранив при этом его низкую стоимость.
Подписывайся на канал!