Оксид титана – известный материал для очистки воды и воздуха от токсичных органических загрязнителей при освещении ультрафиолетовым светом. Его фотокаталитические свойства в значительной степени зависят от морфологии и химического состава, однако главным ограничением его использования является необходимость использования высокоэнергетичного излучения – ультрафиолета.
Изучив влияние условий термообработки на фотоэлектрохимические и фотокаталитические свойства оксида титана в видимом свете, ученые Института ПМТ провели эксперимент, в котором синтезировали массивы нанотрубок оксида титана, модифицированные наночастицами оксида меди, получив таким образом модифицированный наноматериал, который проявляет большую фотоактивность, чем немодифицированный материал в процессе очистки воды от органического красителя.
«Мы предложили механизм фотокаталитического разложения органических молекул в видимом свете на поверхности исследуемых наногетероструктур, и он заключается главным образом во взаимодействии этих органических молекул с фотогенерированными O2− радикалами, которые присутствуют только на модифицированной поверхности материала, – отмечает ассистент Института ПМТ, участник проекта Российского научного фонда Тимофей Савчук. – Полученные результаты указывают на высокую перспективность подготовленных фотокатализаторов, которые можно применять для очистки воды и воздуха без использования ультрафиолетового излучения».
Тимофей Савчук также отметил, что новый материал обладает максимальной адгезией и применим для удаления нежелательных органических веществ, биологических загрязнителей и газов, в том числе при очистке питьевой воды.
Исследования были проведены в рамках проекта Российского научного фонда № 21-19-00494 и гранта для аспирантов РФФИ № 20-33-90251.