МОСКВА, 1 апреля. /ТАСС/. Китайские химики разработали долговечный электрохимический катализатор, способный удалять более 92% самых распространенных загрязнителей из воды при ее обработке на водоочистных сооружениях и требующий для своей работы очень небольшое количество энергии. Его использование позволит замедлить накопление "вечных" химикатов в окружающей среде, пишут ученые в статье в научном журнале Nature Sustainability.
"Существующие системы электрохимического окисления загрязнителей обладают высокой эффективностью, однако для их работы требуются внешние источники электролита и при этом они плохо масштабируются и потребляют большое количество энергии. Созданный нами катализатор работает при напряжении всего в два вольта, при этом он способен удалять более 92% загрязнителей на протяжении более 5 тыс. часов работы", - пишут ученые.
Катализатор был разработан группой китайских химиков под руководством профессора Анхойского педагогического университета (Китай) Сюна Юйцзе для решения одной из быстро растущих глобальных экологических проблем - накопления в окружающей среде большого числа "вечных" химикатов, почти не разлагающихся в природе. К их числу относятся перфторированные органические соединения, некоторые антибиотики и другие вещества, вызывающие сбои в работе гормональных систем людей и животных и иногда способствующие развитию рака.
Китайские химики сделали большой шаг к решению этой проблемы, создав керамическую мембрану из оксида титана и набор из газодиффузионных электродов, которые заставляют воду соединяться с кислородом и образовать гидроксил-радикалы (OH) и молекулы гидропироксила (HO2), чрезвычайно агрессивного окислителя. Их взаимодействия с "вечными" химикатами приводят к их быстрому разрушению без образования опасных побочных продуктов реакций.
Ученым удалось подобрать такую структуру и химические свойства этих электродов, при которых вода активно превращается в оксиданты и разрушает все присутствующие в ней загрязнители при приложении очень небольших напряжений, составляющих порядка двух вольт. Проведенные учеными тесты также показали, что каждый квадратный метр катализатора обрабатывает почти два литра воды за час работы и работает больше месяца без снижения эффективности, что является очень высоким показателем.
В качестве практической демонстрации его работоспособности ученые создали модель системы промышленной водоочистки, при помощи которой они обработали образцы воды, содержащие в себе антибиотик левофлоксацин, искусственный аналог эстрогена и другие "вечные" химикаты, а также реальные пробы сточных вод из больниц. Во всех случаях катализатор удалил более 92% загрязнителей, что подтвердило высокую перспективность и пригодность этой технологии для интеграции в системы промышленной очистки воды, подытожили химики.