Инженеры Центра водоподготовки с помощью нанотехнологий Райсовского университета нашли катализатор, удаляющий токсичные нитраты за счет превращения их в воздух и воду.
Описание технологии представлено в журнале ACS Catalysis.
«Основным источником нитратов являются сельскохозяйственные стоки, — отмечает химик Майкл Вонг, возглавлявший исследование. – Вещества опасны для экологии и здоровья человека из-за своей токсичности. Удалить нитраты позволяют фильтры ионного обмена. Но их приходится мыть каждые несколько месяцев. И тогда химикаты возвращаются в воду в концентрированной дозе».
Лаборатория Вонга специализируется на катализаторах с наночастицами. В 2013-м его команда показала, что мелкие золотые сферы, усеянные крапинками палладия, могут расщеплять нитриты – более ядовитых родственников нитратов. Но для данного соединения структура не подошла. В поисках решения соавтор работы Ким Хек предложил использовать сочетание индия и палладия.
«Нам удалось оптимизировать структуру. Выяснилось, что покрытие примерно 40% палладиевой сферы индием обеспечивает наиболее активный катализатор, — сказал Хек. – Он оказался почти на 50% эффективнее любого другого использованного ранее соединения. Мы могли остановиться на этом, но решили выяснить причину улучшения и лучше понять природу процесса».
Вместе с коллегами из университетов Пердью и Хьюстона райсовская команда выяснила, что индий ускоряет расщепление нитратов, тогда как палладий удерживает его от необратимого окисления. Специалисты планируют наладить совместную работу с промышленными партнерами для создания коммерчески жизнеспособной системы водоподготовки на основе данного процесса.