Команда российских и итальянских химиков нашла новый способ безопасного избавления от отходов органического производства. Об этом говорится в их исследовании, опубликованном в журнале Photochemical and Photobiological Sciences. Его разработали учёные Сибирского федерального университета, Дальневосточного федерального университета и государственного университета путей сообщения, государственного Института физики имени Киренского и Университета Павии. Они выяснили, что с этой задачей отлично справляется висмутат бария. Это соединение оказалось хорошим переработчиком отходов и источником получения водородного топлива из воды. Исследователи изменили способ синтеза этого вещества. Обычно оно получается из углеродсодержащих компонентов. Однако такое соединение загрязнено карбонатом, что снижает химическую активность фотокатализатора и усложняет изучение его структуры и свойств. Вместо этого учёные взяли оксид и нитрат бария. Они смешали их, тщательно измельчили полученную смесь и спекли её при высоких температурах. Затем они создали из полученного порошка тонкие плёнки на кварцевой подложке. В них были обнаружены ионы Bi3+ и Bi5+, потерявшие соответствующее число электронов. Именно благодаря им и проявились фотокаталитические свойства. Для понимания процесса исследователи добавили соединение в водный раствор фенола, а также стали вносить в эту смесь различные вещества-поглотители радикалов. Оказалось, что за фотокаталитическую способность висмутата отвечают супероксидные радикалы (активные частицы, образующиеся на поверхности материала из обычного кислорода за счёт присоединения электронов) и положительно заряженные «дырки», из которых вылетали эти электроны. Именно два этих компонента разрушили растворённый в воде фенол. Как пояснил руководитель проекта Дмитрий Штарев, исследование поможет спрогнозировать все реакции, при которых может проявиться подобная фотокаталитическая активность. По его словам, это позволит использовать соединение сразу для нескольких экологических целей, например, очистки сточных вод от органических загрязняющих веществ и получения водорода из воды для водородной энергетики. Проект уже получил грант от Российского научного фонда.
