Розроблено метод очищення води видимим світлом Автор: Вікторія · Опубліковано: 30.01.2010 12:05 · Розділ: Нові технології

Дезінфікувати воду звичайним світлом навчилися фахівці з університету Іллінойсу. При цьому нова технологія дозволяє продовжувати очищення води навіть після вимкнення освітлення.

Воду знезаражують багатьма способами: пропускаючи через систему фільтрів (часом незвичайних), хлорують, піддають впливу ультрафіолету, використовують банальне кип'ятіння. Ультрафіолет, наприклад, використовується дуже часто (від систем очищення басейнів до портативних пристроїв для туристів), оскільки відомо, що ультрафіолетові промені вбивають мікроорганізми.

Цзянь Ку Шан і його китайські колеги з Національної лабораторії матеріалознавства Шеньяна розробили фотокаталізатор, який швидко і ефективно дезінфікує воду навіть під впливом променів видимої частини спектру (а саме в діапазоні довжин хвиль 400-550 нанометрів).

Доктор Шан розповідає:Звичайний
Доктор Шан розповідає:Звичайний

Для початку, вчені допували волокна оксиду титану азотом (щоб вони змогли поглинати видиме світло), в результаті чого було отримано сполуку TiON, яка сама по собі здатна вбивати бактерії, проте, не надто ефективно. Далі хіміки додали в систему наночастинки оксиду паладію (PdO).

Як виявилося, подібне доповнення значно підвищило ефективність дезінфекції. Розчин, в якому містилася велика кількість бактерій E. coli, просто освітили звичайною галогенною настільною лампою (варіюючи час впливу). Через годину концентрація мікроорганізмів знизилася з десяти мільйонів клітин на літр до однієї клітини на десять тисяч літрів.

Потім дослідники перевірили, що відбувається з розчином в темноті (після вимкнення освітлення). Для цього посудину з водою спочатку висвітлювали протягом 10 годин, після чого світло вимкнули і перевірили, як проходить подальша дезінфекція. З'ясувалося, що навіть через 24 години фотокаталізатор продовжував вбивати E. coli.

Схема роботи каталізатора. Фото взято з сайту membrana.ru
Схема роботи каталізатора. Фото взято з сайту membrana.ru

Як було встановлено, оксид паладію збільшує ефективність дезінфекції відразу в двох напрямках. Фотони, потрапляючи на поверхню TiON, утворюють пари електрон-дірка. При цьому позитивно заряджені дірки реагують з водою, даючи життя гідроксильним радикалам, а ті в свою чергу атакують бактерії.

Наночастки PdO забирають на себе електрони, що залишилися, в результаті останні не можуть з'єднатися з дірками і таким чином нейтралізувати їх. При цьому самі наночастинки переходять в інший хімічний стан, зберігаючи в собі негативний заряд. Після вимкнення світла електрони поступово вивільняються, утворюючи з водою нові окисляючі агенти.

"Було б цікаво спробувати перемістити роботу традиційних фотокаталізаторів в область видимого світла. Адже якщо задуматися, у сонячному спектрі тільки 5% ультрафіолету і 46% видимого випромінювання", - вважає Олександр Орлов, професор університету Стоні Брук, який не брав участь у даному дослідженні. - Такі установки використовували б енергію сонячного світла більш ефективно. А в приміщенні воду можна було б дезінфікувати за допомогою люмінесцентних ламп".

Джерело membrana.ru


Інші новини розділу

  • Цікаві факти про компресор

    Цікаві факти про компресор · Jane Holiday · 19.05.2017 12:02

    Компресор – це енергетична машина чи пристрій для підвищення тиску (стискання) та переміщення газоподібних речовин. «Батьком» компресора був насос, він винайдений тисячу років тому. Зараз вони використовуються в найрізноманітніших галузях промисловості.


  • Стиснене повітря - новий спосіб збереження енергії

    Стиснене повітря - новий спосіб збереження енергії · kseniya_www · 15.04.2017 21:14

    Канадська компанія Hydrostor розробила нову систему зберігання енергії на основі стисненого повітря, яка дешевша літій-іонних акумуляторних батарей, а також не використовує природний газ, як це роблять інші системи такого типу.


  • 2017: найочікуваніші гаджети

    2017: найочікуваніші гаджети · Anastasia · 16.01.2017 10:19

    Минулий рік не відзначився революційними новинками у сфері широкого вжитку. Прозорі чи гнучкі смартфони не з’явилися на ринку, а гаджети, які працюють за допомогою безпровідної зарядки акумулятора, без сумніву потрібно вдосконалювати. Також відкритим залишається питання про заряд звичних акумуляторів, які при інтенсивному використанні смартфону працюють не більше одного дня. До вашої уваги підбірка апаратів, які будуть конкурувати на ринку і зацікавлять суспільство у 2017.


  • Найкращі технологічні новинки 2016

    Найкращі технологічні новинки 2016 · Anastasia · 09.01.2017 13:35

    Минулий рік видався багатим на техно-новинки в сфері віртуальної реальності та використання дронів. Не менш важливим є представлення концепту «сонячного даху», що у майбутньому дасть можливість позбавитися електроенергії. Інтенсивність розвитку саме цих відгалужень зумовлена в першу чергу потребою людства у збереженні екологічної системи нашої планети.


  • Як вибрати праску?

    Як вибрати праску? · Anastasia · 04.01.2017 17:06

    Вдома ми користуємося багатьма гаджетами, які спрощують нам життя і допомагають виглядати на всі сто. Тому при виборі праски для домашнього вжитку ще в магазині слід звертати увагу на такі дрібниці як поверхня, якість ручки та допоміжні деталі. Далі декілька корисних порад, щоб обрати найоптимальніший варіант за співвідношенням ціна - якість.