Химики СПбГУ создали наночастицы для очистки воды от токсинов

Химики Санкт-Петербургского государственного университета разработали метод получения наночастиц оксида цинка в форме нанолистов, которые можно использовать для очистки воды от токсичных органических соединений, таких как красители и антибиотики. Об этом сообщила пресс-служба вуза.

Как пояснила руководитель проекта, доцент кафедры общей и неорганической химии СПбГУ Ольга Осмоловская, ключевым направлением борьбы с загрязнением воды является фотокатализ. Этот процесс основан на химической реакции, при которой полупроводниковые частицы под действием света разрушают молекулы загрязнителей.

Для изучения особенностей фотокатализаторов учёные синтезировали серию наночастиц методом химического осаждения и детально исследовали их свойства. Оказалось, что форма и размер наночастиц значительно влияют на их эффективность. В данном случае были получены нанолисты толщиной около 20 нанометров. Такой результат стал возможен благодаря использованию противоионов, которые направляли рост кристаллов, обеспечивая нужную форму.

"Нанолисты можно представить как листики дерева. Их большая поверхность позволяет эффективно контактировать с загрязнителями, но важную роль также играет боковая поверхность, где формируются радикалы, разрушающие вредные вещества", — рассказала лаборант-исследователь Ксения Мешина.

Авторы исследования также провели квантово-химические расчёты, что позволило учесть дефекты структуры наночастиц и понять механизмы адсорбции и фотокатализа. По словам доцента кафедры физической химии СПбГУ Михаила Вознесенского, такой подход помогает адаптировать материал под различные виды загрязнителей.

Оксид цинка, используемый в работе, обладает антибактериальными свойствами и не наносит вреда окружающей среде, что делает его экологичным и безопасным для применения. Результаты исследования, выполненного при поддержке гранта Российского научного фонда, опубликованы в журнале Ceramics International.

Уточнения

Наночастица (англ. nanoparticle) — изолированный твёрдофазный объект, имеющий отчётливо выраженную границу с окружающей средой, размеры которого во всех трёх измерениях составляют от 1 до 1000 нм.

Фотокатализ — ускорение химической реакции, обусловленное совместным действием катализатора и облучения светом.

Окси́д ци́нка (о́кись цинка) — бинарное неорганическое соединение цинка и кислорода с формулой ZnO {\displaystyle {\ce {ZnO}}} , белый кристаллический порошок или бесцветные кристаллы.