Onderzoekers van de RUDN University (Rusland) hebben een nieuwe methode bedacht om titanium nanodeeltjes om te zetten in een efficiënte stof die giftige fenol uit water kan verwijderen. zelfs in zichtbaar licht. De resultaten van het onderzoek worden gerapporteerd in de Journal of Materials Science:materialen in elektronica .

"Milieuvervuiling is misschien wel een van de grootste bedreigingen voor de mensheid - en voor de hele planeet Aarde. De industrie is verantwoordelijk voor vele soorten vervuiling, en de overdracht van giftige organische stoffen naar het water is er een van, " zegt Yahya Absalan, Ph.D-student bij RUDN en de hoofdauteur van het artikel. Een van die stoffen is fenol (en zijn derivaten), op grote schaal geproduceerd (ongeveer 7 miljard kilo per jaar). Fenolderivaten fungeren als voorlopers van veel materialen en verbindingen, kunststoffen, wasmiddelen en geneesmiddelen. Echter, deze stof kan schadelijke effecten hebben op het centrale zenuwstelsel en het hart, de lever en de nieren.

Chemici hebben heel wat methoden uitgewerkt om fenol uit water te verwijderen. Een van deze methoden houdt rekening met nanomaterialen, gewaardeerd om hun optische en magnetische eigenschappen. Deze eigenschappen komen voort uit unieke kenmerken van nanodeeltjes vanwege hun grote oppervlak en oppervlakteactiviteit.

De onderzoekers van RUDN University werkten met titaandioxide (TiO ₂ ) nanodeeltjes. Dit is een halfgeleider die, na het ontdoen van UV-licht, kan reageren met water. Deze reactie leidt tot de productie van twee radicalen - OH• en O2-•, Dat, beurtelings, kan reageren met fenol en de concentratie van fenol in water verminderen.

Echter, de energiebandafstand van dioxide titanium is 3,25, dus het mag alleen UV-licht absorberen (en, daarom, water alleen onder zeer specifieke en kostbare voorwaarden zuiveren). De RUDN-chemici probeerden dioxide-titaan te modificeren met overgangsmetalen - metalen elementen die een centraal blok bezetten (Groepen IVB-VIII, IB, en IIB, of 4-12) in het periodiek systeem. Pure MTiO ₃ ("M" staat hier voor "metaal" - cadmium, chroom, nikkel, mangaan, ijzer en kobalt) nanodeeltjes werden gevormd toen de voorloper gedurende 210 minuten bij 750 ° C met warmte werd behandeld.

Door een overgangsmetaal in dioxide-titaan te dopen, kunnen onderzoekers de energiebandafstand verkleinen en, bijgevolg, de golflengte vergroten. TiO ₃ kan niet alleen UV-licht absorberen, maar zichtbaar licht, ook. Hierdoor zouden onderzoekers bijna overal fenol uit water kunnen verwijderen onder niet-specifieke omstandigheden.

De onderzoekers zijn al van plan om de reikwijdte van hun experiment uit te breiden door zeldzame metalen te gebruiken in plaats van overgangsmetalen. bijvoorbeeld. "Er is nog een lange weg te gaan voordat we onze nieuwe methode naar de industrie kunnen overdragen. Zes maanden, of twee jaar, misschien. In ieder geval, dit is een veelbelovende stof om te gebruiken tegen vervuiling, ’ concludeerde Absalan.