Разработка может применяться в системах очистки воздуха и в качестве фотоактивного покрытия для стен.
Ученые Института катализа СО РАН и Новосибирского государственного университета (НГУ) разработали и запатентовали катализатор, эффективно очищающий воздух от угарного газа (монооксид углерода, CO).
При содержании в воздухе около 1% угарного газа у человека наступает удушье.
Фотокаталитическое окисление считается наиболее эффективным методом очистки воздуха от малых концентраций загрязняющих веществ в обычных условиях.
В отличие от традиционных фотокатализаторов, новый фотокатализатор работает не только под ультрафиолетом, но и при естественном или искусственном освещении.
Технология:
под действием квантов света с энергией, превышающей ширину запрещенной зоны полупроводникового фотокатализатора, происходит образование электрон-дырочных пар в объеме фотокатализатора;
образовавшиеся электрон и дырка могут мигрировать к поверхности фотокатализатора и принимать участие в окислительно-восстановительных реакциях с адсорбированными соединениями;
тем самым обеспечивается высокая скорость окисления даже в случае малых концентраций загрязняющих веществ при комнатных условиях.
Новый катализатор:
ускоряет фотокаталитическое окисление;
предотвращает образование монооксида углерода в качестве побочного продукта;
способен разрушать вредные химические соединения, включая макромолекулы, такие как ДНК и РНК;
может нейтрализовать вирусы и бактерии.
Применение:
в системах очистки воздуха;
в качестве фотоактивного покрытия для стен и других поверхностей в жилых и офисных помещениях.
Один из авторов изобретения внс группы фото- и электрокатализа ИК СО РАН Д. Селищев:
монооксид углерода опасен тем, что связывается с гемоглобином крови, образуя карбоксигемоглобин, который нарушает транспортировку кислорода;
концентрации этого вещества в помещениях обычно невысоки, но длительное воздействие может ухудшить самочувствие и нанести вред здоровью.
фотокаталитический метод:
одним из эффективных способов очистки воздуха в помещениях от различных типов загрязнений, опасных для здоровья человека;
основан на использовании фотокатализаторов, под действием света обеспечивающих окисление разных типов загрязнителей;
окисляясь, загрязнители трансформируются в безвредные вещества, к примеру примеру, диоксид углерода (углекислый газ) и воду;
метод очень эффективен при очистке воздуха от органических типов загрязнителей;
традиционные фотокатализаторы показывают очень низкую эффективность очистки от угарного газа;
нами проведена модификация ранее разработанных нами фотокатализаторов:
путем специального способа синтеза удалось объединить основные преимущества титанооксидных катализаторов, обеспечивающих высокую эффективность, с модификацией их структуры, осуществляемой путем введения в нее примеси азота за счет использования определенных реагентов и обработок;
модифицированный катализатор:
в ходе синтеза становится желтым, поглощает излучение видимого спектра,
активируется не только при видимом свете, но и под действием ультрафиолетового излучения,
может использоваться в новых поколениях приборов по очистке воздуха от молекулярных примесей,
на поверхность модифицированных катализаторов были нанесены наночастицы платины и палладия,
наночастицы обеспечили промежуточную адсорбцию молекул угарного газа,
это привело к существенному росту скорость их окисления.
В настоящее время ученые сотрудничают с российскими производителями, заинтересованными во внедрении новой разработки в системы очистки воздуха.
Кроме того, в лаборатории ведется работа над созданием самоочищающихся покрытий для различных материалов, которые смогут непрерывно удалять угарный газ из воздуха.
Сейчас покрытие на основе катализатора тестируется в лабораторных условиях.
В 2021 г. ученые Института катализа СО РАН разработали гопкалитовый катализатор нового поколения на основе тройного оксида меди, марганца и серебра для окисления СО.
https://neftegaz.ru/news/Oborudovanie/891220-uchenye-sozdali-katalizator-dlya-ochistki-vozdukha-ot-ugarnogo-gaza-pri-komnatnoy-temperature/
г.Казань, ул. Ершова, д. 29а