Ученые Губкинского университета приняли участие в разработке нового типа фотокатализаторов

Коллектив ученых РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Института фундаментальной медицины и биологии КФУ и Института катализа СО РАН синтезировал новые активные фотокатализаторы, которые могут использоваться для получения экологически чистого топлива, создания самоочищающихся поверхностей, обеззараживания медицинских инструментов и воды. Результаты работы опубликованы в журнале Chemistry–A European Journal.

Разработкой методов синтеза и исследованием материалов занимались сотрудники РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина: заведующий кафедрой физической и коллоидной химии Владимир Винокуров, старший научный сотрудник Анна Ставицкая, старший научный сотрудник Александр Глотов, ведущий научный сотрудник Евгений Иванов, ведущий научный сотрудник Равиль Фахруллин, заведующий лабораторией функциональных алюмосиликатных наноматериалов Юрий Львов. Фотокаталитические свойства и стабильность катализаторов были изучены в Институте катализа СО РАН.
Новый активный фотокатализатор представляет собой квантовые точки, нанесенные на природные алюмосиликатные нанотрубки диаметром до 20 нанометров (10-9 м). Около 50 квантовых точек сульфида кадмия были синтезированы на поверхности природных нанотрубок с использованием разработанного учеными метода самосборки. В исследованиях на модельных организмах катализатор не проявил токсических эффектов и не повлиял на их жизнедеятельность.
«Нами разработан метод самосборки наночастиц на поверхности природных нанотрубок, который был использован для синтеза квантовых точек сульфида кадмия. Его применение позволило увеличить квантовый выход реакции выделения водорода из водных растворов до 9%. В качестве так называемого «со-катализатора» нами был выбран рутений. Известно, что добавление малых количеств рутения приводит к увеличению активности подобных фотокатализаторов в десятки и сотни раз. Его использование позволило предотвратить побочные процессы перераспределения зарядов и реакции, которые снижают количество выделяющегося водорода. Интересно отметить, что на стабильность синтезированных фотокаталитических систем большое влияния оказывает отношение серы к кадмию в наночастице сульфида. При достижении определенного значения стабильность системы резко снижается», – отметила старший научный сотрудник кафедры физической и коллоидной химии РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина Анна Ставицкая.

По словам ученых, создание новых фотокатализаторов является одним из наиболее перспективных направлений в современной химии. Такие катализаторы позволяют эффективно использовать наиболее доступный источник энергии – солнечный свет. Катализаторы могут применяться для разложения воды на кислород и водород, что позволит получать безопасное и экологически чистое топливо в неограниченных количествах. При помощи фотокатализаторов можно создавать самоочищающиеся поверхности, легко стерилизуемые медицинские инструменты, очищать воду от органических загрязнений и патогенных микроорганизмов.
Одним из препятствий к внедрению фотокаталитических систем на основе халькогенидов кадмия являются споры о токсичности в отношении живых организмов. Для изучения острой токсичности ученые изучили влияние фотокатализаторов на организм почвенных нематод. Острых токсических эффектов не было выявлено. Также было  показано, что созданные наноматериалы не проникают за пределы кишечного тракта нематод. Эти данные являются хорошим показателем для наносистем, многие из которых диффундируют в органы и ткани модельных организмов и отрицательно влияют на их жизнедеятельность.

30.09.2020

За освоение Луны возьмутся японцы и NASA

В августе - сентябре текущего года Японское космическое агентство (JAXA) активизировало тему использования водородного топлива в космосе. 28 августа совместно с Toyota Motor Corporation (Toyota) объявили о том, что пилотируемый герметичный марсоход, электромобиль на топливных элементах был назван Lunar Cruiser. »»»

30.09.2020

НОВАТЭК сохранит добычу нефти и конденсата на уровне прошлогодних показателей

По итогу текущего года компания НОВАТЭК ожидает сохранения прошлогодних показателей объема добычи жидких углеводородов за счет увеличения добычи газового конденсата. »»»

30.09.2020

«Южуралзолото» создает инновационное производство аффинажного золота

Компания «Южуралзолото» успешно завершила первый этап создания нового аффинажного производства сверхчистого золота. Новое производство соответствует технологиям 22 века. Выход на проектную мощность даст возможность «Южуралзолото» стать лидерами на рынке аффинажа золота в РФ. »»»

29.09.2020

Планируются меры адаптации к изменениям климата в России

Климатический центр Росгидромета разработал доклад для планирования мер адаптации к изменениям климата в Российской Федерации. Документ направлен на формирование соответствующих нормативно-методических основ, а также на разработку сценариев адаптации к происходящим и ожидаемым изменениям климата в стране. »»»

29.09.2020

Polymetal видит себя в «ювелирном туризме»

Polymetal Int, которая является одной из самых крупных золотодобывающих компаний в Российской Федерации, готова рассмотреть возможность участия в проекте «ювелирного туризма». »»»

---

Другие новости по теме

30.06.2025

Планируется создание биогазовой станции в Кемеровской области

Перспективная биогазовая станция будет перерабатывать органические отходы животноводства и птицеводства в удобрения с выработкой электроэнергии. Стоимость возведения составит 1 млрд руб. Уже заключены соглашения о поставке органических отходов. »»»

25.06.2025

Планируется геологоразведка на геотермальные ресурсы в Австрии

В конце года планируется начать сейсморазведку для оценки геотермального потенциала Восточно-Штирийского бассейна в районе г. Граца. В следующем году предполагается бурение разведочной скважины. В случае подтверждения геотермального потенциала планируется использовать эти ресурсы для теплоснабжения города. »»»

12.06.2025

Разработана технология производства солнечных панелей из лунного реголита

Ученые разработали технологию производства солнечных элементов из лунного реголита с добавлением кристаллов перовскита. Последние служат функциональными элементами, а из реголита выплавляется стекло в качестве защитного покрытия от солнечной радиации. Рассматривается возможность налаживания производства на Луне с учетом местных условий. Такой подход позволит решить проблему доставки материалов для будущего освоения космоса. »»»

29.05.2025

Изучена возможность реализации потенциальных технологий получения энергии звезд

Существует 2 варианта концепции захвата энергии звезд: в виде сплошной оболочки и сети спутников или обитаемых модулей. Они рассматриваются как гипотетические решения для удовлетворения энергетических потребностей высокоразвитой цивилизации. В рамках Солнечной системы потенциально реализуем второй вариант. Первый сделает Землю необитаемой из-за сильного повышения температуры. »»»

13.05.2025

Разработана новая технология генерации электроэнергии

Ученые провели эксперимент, который подтвердил возможность выработки электроэнергии с использованием вращения Земли и ее магнитного поля. »»»