I chimici RUDN hanno sviluppato un nuovo metodo per ottenere nanoparticelle a base di titanio per pulire l'acqua dai fenoli, idrocarburi aromatici tossici con un gruppo OH. Gli atomi dei metalli nelle nanoparticelle ossidano gli inquinanti sotto l'influenza della luce e li trasformano in acqua e anidride carbonica. Il nuovo metodo renderà la produzione di tali nanoparticelle più semplice ed economica. I risultati del lavoro sono stati pubblicati nel Journal of Molecular Liquids .

I fenoli sono composti chimici tossici utilizzati nella fabbricazione della gomma, plastica, carburante, pesticidi, e altre sostanze. I rilasci di fenoli sono tra le cause più comuni di inquinamento naturale delle acque e di morte della fauna acquatica. Il fenolo sopprime la crescita delle piante, provoca difficoltà respiratorie negli animali e riduce la loro mobilità. L'auto-purificazione dei corpi idrici dai fenoli richiede tempo, e il composto tossico si diffonde ulteriormente a causa delle correnti.

I chimici RUDN hanno scoperto un nuovo modo per neutralizzare i rilasci dannosi di fenolo utilizzando le nanoparticelle dei sali di titanato. Oltre al titanio e all'ossigeno, contengono gli atomi dei metalli (es. magnesio, cromo, o cobalto) che possono accettare e rilasciare elettroni nella reazione di ossidazione dei fenoli sotto l'influenza della luce. Per effetto dell'ossidazione, i fenoli si trasformano in acqua e anidride carbonica. Gli autori del lavoro hanno suggerito di sintetizzare queste nanoparticelle sulla base di butossido di titanio (ossido di titanio organico) e sali metallici in presenza di un solvente organico.

"I fotocatalizzatori sono di particolare interesse per noi come agenti di purificazione dell'acqua. Accelerano la disgregazione di sostanze pericolose sotto la luce, compresa la luce visibile. I prodotti finali di tale reazione sono l'acqua e l'anidride carbonica che sono completamente salvaguardati dall'ambiente. Nel nostro lavoro, abbiamo descritto un nuovo metodo per sintetizzare le nanoparticelle che ossidano i fenoli sotto l'influenza della luce, rapidamente e a temperature relativamente basse, " disse Yahua Absalan, un post-laurea del Dipartimento di Chimica Generale presso la Facoltà di Fisica, Matematica, e Scienze Naturali, RUDA.

In esperimenti con temperature variabili, la reazione ha mostrato la sua massima velocità (3,5 ore) a 550 gradi . In precedenza, ottenere nanoparticelle come queste richiedeva temperature intorno ai 750 gradi . Il nuovo metodo consuma meno energia e quindi rende più economica la produzione di nanoparticelle di titanio.

"I titanati metallici sotto forma di nanoparticelle possono agire come efficaci fotocatalizzatori, accelerare la disgregazione delle sostanze pericolose nelle emissioni industriali. In precedenza, li abbiamo sintetizzati a 750 gradi utilizzando apparecchiature costose e complesse. La metodologia migliorata renderà la produzione di nanoparticelle più accessibile, " ha concluso Yahua Absalan.

I chimici RUDN hanno testato l'efficienza delle nanoparticelle ottenute aggiungendovi pirocatecolo (un composto fenolico). Sotto l'influenza della luce, le nanoparticelle di titanio hanno distrutto le molecole di questa sostanza pericolosa. Le nanoparticelle contenenti erbio hanno mostrato i migliori risultati:circa l'84 percento si è disintegrato dopo l'irradiazione con luce visibile. Le nanoparticelle hanno dimostrato un'elevata stabilità:una dose può essere utilizzata quattro volte senza alcun cambiamento di efficienza. Più tardi, la struttura delle nanoparticelle alterata, e la loro efficienza ridotta.