Томские ученые создали фотокатализатор для очистки сточных вод

Ученые Томского научного центра СО РАН (ТНЦ СО РАН), используя метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, получили новый железосодержащий керамический фотокатализатор, предназначенный для очистки сточных вод от метиленового синего. Эффективность разложения этого опасного органического красителя достигает 100 % и занимает всего 30 минут при использовании источника видимого света и 60 минут — при воздействии ультрафиолетового излучения.

Метиленовый синий — промышленный краситель, который используют при производстве тканей, бумаги и медицинских препаратов. Он попадает в сточные воды вместе с отходами этих предприятий. Он токсичен для водных организмов и человека, медленно разлагается в природных условиях и может накапливаться в окружающей среде. Поэтому его необходимо удалять из промышленных сточных вод, чтобы предотвратить экологический ущерб и риски для здоровья.

Предложенный катализатор получают из порошков ферросилиция и шунгита, которые предварительно высушивают и смешивают в определенном соотношении. Полученную смесь засыпают в цилиндрическую газопроницаемую трубку, где подвергают азотированию при высоком давлении. Затем образец поджигают с помощью горючей смеси и молибденовой спирали, через которую пропускался электрический ток. Волна горения достигает температуры 2000 °C в течение нескольких минут, распространяясь вниз по образцу. После остывания продукт синтеза представляет собой пористый спек, его последующее измельчение позволяет получить готовый фотокатализатор.

«Этот метод экономически эффективен, ведь катализатор производится из доступного, недорогого сырья, а его основной компонент, ферросилиций, это и вовсе один из промышленных отходов. Кроме того, фотокатализатор экологически безопасен, поскольку, в отличие от гомогенных систем Фентона, работает при нейтральных значениях рН и не приводит к образованию вторичных отходов в виде железного шлама», — рассказала один из авторов исследования, старший научный сотрудник лаборатории функциональных керамических материалов ТНЦ СО РАН, кандидат технических наук Ольга Крюкова.

По словам ученых, использование нового фотокатализатора имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными технологиями. В их числе — высокая скорость очистки, простота процесса, состоящего из одной стадии и не требующего применения многократных обработок и фильтраций.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации