Ученые НГУ запатентовали фотокатализатор для очистки воздуха от угарного газа
Катализатор для очистки воздуха от органических загрязнителей и монооксида углерода (СО, угарного газа) создали ученые Новосибирского государственного университета. Он также способствует гибели бактерий и вирусов и, в отличие от аналогов, которым требуется ультрафиолетовое освещение, новый катализатор активируется под действием обычного света, при комнатной температуре.
Для решения задачи по удалению молекулярных примесей из газовоздушных смесей используются разные подходы, но наиболее эффективным способом является фотокаталитическое окисление. Данный способ основан на использовании специальных веществ (фотокатализаторов), которые под действием света обеспечивают окисление загрязнителей, вследствие чего они трансформируются в безвредные вещества, такие как диоксид углерода и вода.
«Монооксид углерода опасен для человека, поскольку при взаимодействии его молекул с гемоглобином крови образуется карбоксигемоглобин, который блокирует процессы транспортировки кислорода и клеточного дыхания. Нахождение человека в закрытом пространстве с концентрацией CO в воздухе более 1250 мг/м3 в течение часа приводит к летальному исходу. К счастью, обычно концентрации этих загрязнителей в жилых и рабочих помещениях невелики, но очистка воздуха все равно необходима, потому что длительное нахождение в контакте с этими веществами может приводить к ухудшению самочувствия людей и нанести вред их здоровью», — рассказал один из авторов разработки, научный сотрудник Научно-образовательного центра Института химических технологий (ИНХИТ) НГУ, ведущий научный сотрудник Института катализа СО РАН Дмитрий Селищев.
Проблему очистки воздуха от монооксида углерода традиционные фотокатализаторы практически не решают, показывая очень низкую эффективность. Чтобы повысить ее до желаемой, исследователи провели ряд модификаций ранее разработанных ими фотокатализаторов путем нанесения на их поверхность наночастиц благородных металлов – платины и палладия. Данные частицы обеспечивают промежуточную адсорбцию молекул угарного газа, за счет чего существенно повышается скорость их окисления.
Полученный таким образом модифицированный катализатор от его предшественника можно отличить по цвету. Исходный катализатор представляет собой порошок белого цвета. Эта окраска свидетельствует о том, что он не поглощает, а отражает видимый свет. Модифицированный катализатор в ходе проводимых с ним манипуляций становится желтым. Это означает, что он поглощает излучение видимого спектра. Такой катализатор активируется не только под действием ультрафиолетового излучения, но и при видимом свете и может использоваться в новых поколениях приборов по очистке воздуха от молекулярных примесей.
По мнению авторов, новый катализатор может применяться в системах очистки воздуха и использоваться в качестве фотоактивного покрытия стен и других поверхностей в офисных и жилых помещениях, а также для удаления монооксида углерода, возникающего в качестве побочного продукта при фотокаталитическом окислении ряда органических загрязнителей.