I ricercatori dell'Università RUDN (Russia) hanno escogitato un nuovo metodo per convertire le nanoparticelle di titanio in una sostanza efficiente in grado di rimuovere il fenolo tossico dall'acqua, anche alla luce visibile. I risultati dello studio sono riportati nel Journal of Materials Science:Materials in Electronics .

"L'inquinamento ambientale è probabilmente una delle più grandi minacce per l'umanità e per l'intero pianeta Terra. L'industria è responsabile di molti tipi di inquinamento, e il trasferimento di sostanze organiche tossiche nell'acqua è uno di questi, "dice Yahya Absalan, Studente di dottorato presso RUDN e autore principale dell'articolo. Una di queste sostanze è il fenolo (e i suoi derivati), prodotto su larga scala (circa 7 miliardi di chili all'anno). I derivati ​​fenolici agiscono come precursori di molti materiali e composti, plastica, detersivi e prodotti farmaceutici. Però, questa sostanza può avere effetti nocivi sul sistema nervoso centrale e sul cuore, il fegato e i reni.

I chimici hanno elaborato diversi metodi per rimuovere il fenolo dall'acqua. Uno di questi metodi considera i nanomateriali, apprezzati per le loro proprietà ottiche e magnetiche. Queste proprietà derivano dalle caratteristiche uniche delle nanoparticelle dovute alla loro ampia superficie e attività superficiale.

I ricercatori dell'Università RUDN hanno lavorato con il biossido di titanio (TiO ₂ ) nanoparticelle. Questo è un semiconduttore che, dopo aver assorbito la luce UV, è in grado di reagire con l'acqua. Questa reazione porta alla produzione di due radicali—OH• e O2-•, Quello, a sua volta, può reagire con il fenolo e ridurre la concentrazione di fenolo nell'acqua.

Però, il gap energetico del biossido di titanio è 3,25, quindi può assorbire solo la luce UV (e, perciò, purificare l'acqua solo in condizioni molto specifiche e costose). I chimici RUDN hanno cercato di modificare il biossido di titanio con metalli di transizione, elementi metallici che occupano un blocco centrale (Gruppi IVB-VIII, IB, e IIB, o 4-12) nella tavola periodica. MTiO . puro ₃ ("M" qui sta per "metallo" - cadmio, cromo, nichel, manganese, ferro e cobalto) si sono formate nanoparticelle quando il precursore è stato trattato termicamente a 750 °C per 210 minuti.

Il drogaggio di un metallo di transizione in biossido di titanio consente ai ricercatori di ridurre il gap di banda energetica e, di conseguenza, aumentare la lunghezza d'onda. TiO ₃ può assorbire non solo la luce UV, ma luce visibile, anche. Ciò consentirebbe ai ricercatori di rimuovere il fenolo dall'acqua in condizioni non specifiche quasi ovunque.

I ricercatori hanno già pianificato di ampliare la portata del loro esperimento utilizzando metalli rari invece di metalli di transizione, ad esempio. "C'è ancora molta strada da fare prima di poter trasferire il nostro nuovo metodo all'industria. Sei mesi, o due anni, forse. Comunque, questa è una sostanza molto promettente da usare contro l'inquinamento, " ha concluso Absalan.