Ученые КазНУ разработали новый метод расщепления токсичных вещества

Ученые Казахского национального университета им. Аль-Фараби разработали инновационный метод расщепления органических и неорганических токсичных веществ на молекулярном уровне с помощью фотоэлементов.

Проект «Наноразмерные пленочные структуры на основе широко запрещенных оксидов металлов и плазмонных наночастиц с заданными электронными свойствами» реализуется под руководством PhD доцента Ержана Мухаметкаримова.

Сегодня одной из актуальных проблем является борьба с загрязнением окружающей среды органическими и неорганическими токсичными веществами, поэтому проект базируется на сохранении наземных экосистем в русле реализации целей устойчивого развития. Один из способов борьбы с загрязнениями – расщеплять их на молекулярном уровне с помощью фотоэлектрических материалов. Наиболее эффективными фотоэлектрическими материалами являются проводники с широкой запрещенной зоной, такие как ZnO и TiO2. Эти материалы дешевы и малотоксичны, имеют стабильный химический состав и важны для практического использования. Энергия носителей заряда в этих материалах генерируется излучением. И этих окислительно-восстановительных реакций достаточно, чтобы разрушить адсорбированные загрязняющие макромолекулы на поверхности материала.

Основная проблема, сдерживающая масштабное их применение, заключается в том, что из-за большой ширины запрещенной зоны (свыше 3 эВ) генерация носителей заряда происходит только под действием УФ излучения, которое составляет всего 4% от всего солнечного спектра, а также высокая степень их рекомбинации.

Поэтому в данном проекте исследуется возможность увеличения фотоактивности тонких пленок TiO2 и ZnO путем создания их композиции с наночастицами благородных металлов: серебра, золота и их сплавов. Наночастицы металлов улучшают функциональные характеристики тонких пленок TiO2 и ZnO в видимом диапазоне.

Оценка фотоактивности проводится различными методами, такими как: анализ скорости разложения красителя под воздействием ультрафиолетового и видимого света, фотоэлектрохимические измерения с использованием электрохимических ячеек.

Пресс-служба КазНУ им. Аль-Фараби