Исследователи из Rice представили гибридный фотокаталитический материал, который при облучении светом разрушает различные загрязнители воды, в том числе PFAS (пер- и полифторированные алкилвещества), называемые «вечными химикатами» за их стойкость. Результаты опубликованы в Materials Today.
Материал объединяет ковалентные органические каркасы (COF) и двумерную плёнку гексагонального нитрида бора (hBN). COF обладают пористой структурой и большой удельной поверхностью; при освещении часть электронов перемещается, образуя «дырки». Интерфейс между COF и hBN, созданный при совместном росте, направляет электроны и дырки в разные стороны, что усиливает фотокаталитическую активность без использования металлов.
Для соединения двух обычно трудно комбинируемых материалов учёные применили инженерное управление дефектами: нанесли микроскопические царапины на поверхность hBN, чтобы COF мог вырасти поверх неё. Материал тестировали в вертикальных и горизонтальных реакторах с проточной водой, моделируя реальные установки очистки; он сохранял структуру и работоспособность в повторных циклах.
Сотрудники Rice отмечают эффективность неметаллической поверхности для борьбы с разными трудноудаляемыми загрязнителями. В работе участвовали исследователи из Rice и University of Florida. Исследование финансировалось National Science Foundation; Air Force Research Laboratory International Research, Innovation and Science in Nanotechnology (RISING) Center at Rice; и Welch Foundation, причём содержание пресс‑релиза соответствует авторам исследования.
Сложные слова
- фотокаталитический — вещество, ускоряющее химические реакции под светом
- каркас — структура из связанных молекул с внутренними порамикаркасы
- пористый — имеющий много мелких пустот или каналовпористой
- интерфейс — граница между двумя материалами или слоями
- дефект — несовершенство в структуре материала или поверхностидефектами
- удельная поверхность — площадь поверхности на единицу массы веществаудельной поверхностью
- стойкость — способность долго сохраняться без разложения
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Какие преимущества даёт отсутствие металлов в поверхности материала для очистки воды?
- Какие трудности могут возникнуть при переходе от лабораторных реакторов к промышленным установкам?
- Как появление эффективных материалов для разрушения PFAS может повлиять на экологическую политику и здоровье людей?
Похожие статьи
ИИ на маммограммах выявляет риск заболеваний сердца
Ретроспективное исследование показало, что искусственный интеллект, анализируя маммограммы, выявляет отложения кальция в артериях груди, связанные с повышенным риском сердечно‑сосудистых заболеваний. Авторы советуют обсуждать результаты с лечащим врачом.
Как клетки и молекулы формируют мозговые сети
Учёные объединили данные сканов, генетики и молекулярной визуализации, чтобы связать микроскопические признаки мозга с крупномасштабными сетями, наблюдаемыми при fMRI. Работа опубликована в Nature Communications и связана с депрессией, шизофренией и болезнью Альцгеймера.
