Цей вдосконалений каталізатор може руйнувати “вічні хімікати” за допомогою сонячного світла

Інженери-хіміки знайшли спосіб удосконалити каталізатори з наночастинок, щоб вони могли руйнувати так звані “вічні хімікати” всього за кілька годин.

Однією з найбільш сумнозвісних “вічних хімікатів” є перфтороктанова кислота або PFOA. За своєю структурою ці речовини надзвичайно важко розкладаються, що робить їх дуже корисними у промисловому застосуванні, але водночас шкідливими для нашого здоров’я та довкілля, оскільки вони мають тенденцію до накопичення.

Кілька років тому дослідники з’ясували, що за допомогою нітриду бору, який комерційно використовується в косметиці, і під впливом ультрафіолетового (УФ) випромінювання з довжиною хвилі 254 нанометри, можна знищити 99 відсотків PFOA у зразку води. Фантастичний результат, але він потребував вдосконалення.

“Це було чудово, тому що PFOA є все більш проблематичним забруднювачем, який дуже важко знищити”, – сказав Майкл Вонг з Університету Райса і відповідний автор дослідження, – “Але це також не було ідеальним рішенням. “Але він також не був ідеальним, оскільки нітрид бору активується під дією короткохвильового ультрафіолету, а атмосфера фільтрує майже весь короткохвильовий ультрафіолет від сонячного світла. Ми хотіли максимально розширити здатність нітриду бору отримувати енергію з інших довжин хвиль сонячного світла”.

Як повідомляється в дослідженні, рішенням цієї складної проблеми стало використання діоксиду титану, ще однієї поширеної хімічної речовини, яка використовується в сонцезахисних засобах, таких як сонцезахисні креми. Діоксид титану активується ультрафіолетом, який може проникати крізь озоновий шар, і він може розщеплювати PFOA, але дуже повільно, порівняно з дуже ефективним нітридом бору.

Команда створила композит з нітриду бору та діоксиду титану і виявила, що у них вийшла речовина, яка має найкращі властивості з обох світів. Вона активувалася під дією ультрафіолету в атмосфері і була здатна дуже швидко руйнувати PFOA. У деіонізованій воді розщеплення 99 відсотків PFOA на вуглекислий газ, фтор і мінерали зайняло менше трьох годин. У солоній воді цей процес займає близько дев’яти годин.

Тепер команда дослідників вивчатиме, наскільки добре ця речовина розщеплює інші перфтороалкільні та поліфтороалкільні речовини (PFAS) – ширший клас вічних хімікатів. Нещодавні огляди їхньої хімії підкреслюють, наскільки мало ми про них знаємо.