Новосибирские учёные создают фотокатализаторы для окисления канцерогенного бензола

В перспективе их можно будет применять в очистителях воздуха нового поколения.

Ученые Института катализа СО РАН разрабатывают фотокаталитические системы для окисления бензола — канцерогенного ароматического углеводорода, который выделяют в том числе бытовые пластики. В перспективе новые катализаторы можно будет применять в очистителях воздуха нового поколения, рассказали ТАСС во вторник в пресс-службе института.

«Ученые фактически создают фотокатализаторы следующего поколения. В существующих на рынке очистителях воздуха используется диоксид титана и ртутные лампы. Полученный композит, активный под видимым светом, позволит использовать не ртутные лампы, которые сложно утилизировать, а безопасные и энергоэффективные светодиодные источники», — говорится в сообщении.

В пресс-службе добавили, что преимущества создаваемых новых катализаторов в том, что они будут работать под видимым светом.

Чтобы нейтрализовать бензол, его, как и другие органические загрязнители воздуха, окисляют — разрушают и превращают в углекислый газ и воду, однако бензол приводит к дезактивации окисляющего его катализатора. Когда молекула бензола попадает на поверхность катализатора, она разваливается на несколько «осколков» и начинает занимать много места. Из-за этого затрудняется и ее окисление, и приток следующих молекул. Перед учеными стоит задача создать систему, которая будет активной и стабильной в борьбе с бензолом. Исследование выполняется при поддержке Российского научного фонда.

В качестве базового компонента специалисты используют диоксид титана. «Самый эффективный на данный момент окислитель — это диоксид титана. Он эффективный и стабильный, но его минус в том, что он поглощает для окисления бензола только ультрафиолет. Нам нужно создать системы, которые будут работать под видимым светом. Мы используем диоксид титана, допированный азотом за счет применения азотсодержащего предшественника на этапе синтеза — аммиака, а также вольфраматом висмута. Азот встраивается в структуру диоксида титана, и тот становится активным под видимым светом», — приводит пресс-служба слова старшего научного сотрудника отдела нетрадиционных каталитических процессов Института катализа СО РАН Михаила Люлюкина. Вольфрамат висмута повышает стабильность азот-допированного диоксида титана — активность катализатора со временем не падает, а сохраняется.

«Проблемное» соединение

Бензол — «проблемное» соединение. У него очень низкая предельно допустимая концентрация — если ощущается характерный сладковатый запах, это значит, что его уровень сильно превышен. «Бензол часто окружает нас. Он используется как растворитель, содержится в пластиках и изоляционных материалах. На производствах стоят системы улавливания, очистки, соблюдается техника безопасности. А сколько бензола мы вдыхаем каждый день в помещениях, сказать сложно», — рассказал Михаил Люлюкин.

Бензол — простейший ароматический углеводород, который обладает высокой канцерогенностью. При накапливании в организме он ведет к заболеваниям крови, таким как анемия и лейкоз, а также костного мозга. При острой интоксикации бензолом могут возникнуть отек мозга и застой крови в легких.