RUDN-chemici hebben een nieuwe methode ontwikkeld om op titanium gebaseerde nanodeeltjes te verkrijgen om water te zuiveren van fenolen - giftige aromatische koolwaterstoffen met een OH-groep. De atomen van metalen in de nanodeeltjes oxideren de verontreinigende stoffen onder invloed van licht en zetten ze om in water en koolstofdioxide. De nieuwe methode maakt de productie van dergelijke nanodeeltjes eenvoudiger en goedkoper. De resultaten van het werk werden gepubliceerd in de Journal of Molecular Liquids .

Fenolen zijn giftige chemische verbindingen die worden gebruikt bij de productie van rubber, plastic, brandstof, pesticiden, en andere stoffen. Het vrijkomen van fenol is een van de meest voorkomende oorzaken van natuurlijke watervervuiling en de dood van de waterfauna. Fenol onderdrukt de plantengroei, veroorzaakt ademnood bij dieren en vermindert hun mobiliteit. Zelfzuivering van waterlichamen uit fenolen kost tijd, en de giftige verbinding verspreidt zich verder door stroming.

RUDN-chemici hebben een nieuwe manier gevonden om schadelijke fenolafgiftes te neutraliseren met behulp van de nanodeeltjes van titanaatzouten. Naast titanium en zuurstof, ze bevatten de atomen van metalen (bijv. magnesium, chroom, of kobalt) dat onder invloed van licht elektronen kan opnemen en afgeven in de oxidatiereactie van fenolen. Als gevolg van oxidatie, fenolen worden omgezet in water en koolstofdioxide. De auteurs van het werk stelden voor om deze nanodeeltjes te synthetiseren op basis van titaniumbutoxide (organisch titaniumoxide) en metaalzouten in aanwezigheid van een organisch oplosmiddel.

"Fotokatalysatoren zijn voor ons van bijzonder belang als waterzuiverende middelen. Ze versnellen de desintegratie van gevaarlijke stoffen onder licht, inclusief zichtbaar licht. De eindproducten van zo'n reactie zijn water en kooldioxide die volledig milieuvriendelijk zijn. In ons werk, we hebben een nieuwe methode beschreven om de nanodeeltjes te synthetiseren die fenolen oxideren onder invloed van licht, snel en bij relatief lage temperaturen, " zei Yahua Absalan, een postgraduaat van de afdeling Algemene Scheikunde aan de Faculteit der Natuurkunde, Wiskunde, en Natuurwetenschappen, RUDN.

Bij experimenten met wisselende temperaturen de reactie vertoonde zijn hoogste snelheid (3,5 uur) bij 550 graden С. Eerder, het verkrijgen van dergelijke nanodeeltjes vereiste temperaturen rond de 750 graden С. De nieuwe methode kost minder energie en maakt de productie van titanium nanodeeltjes dus goedkoper.

"Metaaltitanaten in de vorm van nanodeeltjes kunnen fungeren als effectieve fotokatalysatoren, het versnellen van de desintegratie van gevaarlijke stoffen in industriële emissies. Eerder, we hebben ze gesynthetiseerd op 750 graden С met behulp van dure en complexe apparatuur. De verbeterde methodologie zal de productie van nanodeeltjes betaalbaarder maken, " concludeerde Yahua Absalan.

RUDN-chemici testten de efficiëntie van de verkregen nanodeeltjes door er pyrocatechol (een fenolische verbinding) aan toe te voegen. Onder invloed van licht, titanium nanodeeltjes vernietigden de moleculen van deze gevaarlijke stof. De nanodeeltjes met erbium lieten de beste resultaten zien:ongeveer 84 procent viel uiteen na bestraling met zichtbaar licht. De nanodeeltjes vertoonden een hoge stabiliteit:één dosis kon vier keer worden gebruikt zonder dat de efficiëntie veranderde. Later, de structuur van de nanodeeltjes veranderd, en hun efficiëntie verminderd.