Коллектив ученых из Института химии растворов имени Г.А. Крестова РАН (Иваново) совершил прорыв в области материаловедения, разработав принципиально новую технологию синтеза уникального материала — beta-фазы нитрида углерода. Инновационный подход кардинально отличается от существующих методов, позволяя получать сверхтвердый материал, сопоставимый по прочности с алмазом, в мягких условиях без применения экстремальных давлений и высоких температур.
Новая методика основана на использовании разряда плазмы, которая генерируется между графитовыми электродами в растворе доступных органических веществ — мочевины или ацетонитрила. Этот одностадийный процесс, протекающий при комнатной температуре, обеспечивает формирование наночастиц нитрида углерода с идеальной кристаллической структурой, практически лишенной дефектов. Именно такая совершенная атомная решетка обуславливает исключительные каталитические свойства материала.
Проведенные испытания подтвердили беспрецедентную эффективность полученного материала в фотокатализе. В ходе модельных реакций разложения органических красителей синтезированный нитрид углерода продемонстрировал скорость разрушения загрязнителей в 1,5–2 раза превышающую показатели существующих аналогов. Особую ценность представляет стабильность катализатора, сохраняющего активность после многократных циклов использования, что открывает перспективы для создания промышленных систем очистки сточных вод.
Важной особенностью разработанной технологии является возможность управления свойствами конечного продукта путем варьирования условий синтеза. Использование мочевины в качестве реактива позволяет получать материал с повышенной пористостью для максимальной эффективности очистки, в то время как применение ацетонитрила дает более плотные и механически устойчивые образцы.
Реализация проекта, поддержанного грантом Российского научного фонда, открывает новые перспективы для создания экологичных и экономичных систем очистки воды и воздуха. В настоящее время научный коллектив работает над разработкой следующего поколения фотокаталитических материалов — композитов на основе нитрида углерода и оксидов металлов, синтез которых будет осуществляться по одностадийной технологии в едином реакторе, пишет naked-science.ru.