НАНОТЕХНОЛОГИЯ В БЛИЖАЙШЕМ ДЕСЯТИЛЕТИИ

Фотокаталитическая очистка жидкостей

Д. С. Тиши[68]

Введение активных агентов в отходы в месте их хранения или образования должно стать одним из основных методов очистки среды. На рис. 10.3 показа-

Свет

Загрязненные воздух, вода или поверхности (включая микроорганизмы)

Фотокаталитическая система

Очищенные воздух, вода или поверхности

Длина волны света X < 385 нм

Фотокатализатор — двуокись титана (наночистицы или тонкие пленки) Условия реакций:

Фотокаталитическая < ~ 100° С;

Фото - и термоканалитическая ~ 100 -200° С;

Термокаталитическая > 200° С.

А

Б в

Рис. 10.3. Использование наноструктур для фотокаталитической очистки жидких от­ходов. а — общая схема процесса; б — неорганический фуллерен MoS; в — однослой­ная углеродная нанотрубка.

Ны схема очистки с использованием фотокаталитических систем и две конк­ретные наноструктуры, обладающие фотокаталитической активностью. На рис. 10.3, а представлен принцип использования наноструктурных частиц или пленок при фотокаталитической очистке отходов производства [2]. Процессы такого типа могут также применяться для окисления органических отходов и биологических загрязнителей. В настоящее время они уже проверяются на многих производствах и можно считать доказанным, что введение нанострук­турных материалов в жидкие отходы позволяет связывать загрязняющие ве­щества, в результате чего отходы очищаются до уровня, безопасного для окру­жающей среды.

В таких процессах предполагается использовать два новых материала, пока­занных на рис. 10.3, б и в. На рис. 10.3, б представлена структура неорганиче­ского фуллерена, построенная из атомов Мо и S [3]. Поверхности такой регу­лярной структуры должны быть относительно инертны к ван-дер-ваальсовым взаимодействиям, а ее оптическая запрещенная зона попадает в область види­мого света, что делает такую структуру идеальным агентом для фотоокисления жидких отходов. На рис. 10.3, в показана однослойная углеродная нанотрубка. В гл. 9 указывалось, что такие структуры могут эффективно использоваться для очистки газовых потоков и в качестве среды для аккумулирования водорода [4, 5], адсорбции тяжелых металлов и других примесей. С помощью соответству­ющей модификации указанным неорганическим фуллеренам и углеродным нанотрубкам может быть придана специфическая химическая функциональ­ность и избирательность.