Специалисты ФИЦ «Институт катализа им Г.К. Борескова СО РАН» запатентовали простой способ нанесения фотоактивных покрытий на поверхность материалов для самоочистки от микроорганизмов и токсических соединений. Обычно такие материалы изготавливают с изначально включёнными в их структуру активными компонентами, а новый метод позволяет формировать тонкий слой фотокатализатора на поверхности уже готовых изделий. Разработанные в ИК СО РАН фотокатализаторы эффективны в широком спектральном диапазоне, включая УФ-излучение и видимый свет.

Нанокристаллические порошки диоксида титана — одни из лучших фотокатализаторов для окислительной деструкции загрязняющих химических веществ и микроорганизмов. Но у них есть недостаток — они работают в узком спектральном диапазоне, относящемуся к ультрафиолетовой области. В связи с этим учёные ищут способы расширить спектр действия в видимую область, чтобы для их работы можно было использовать не только солнечный свет, но и комнатные источники освещения.

Сотрудники ИК СО РАН смогли решить эту проблему — они создали композитные фотокатализаторы с расширенным спектром действия на основе допированного азотом диоксида титана и вольфрамата висмута. 

«Когда мы говорим о комплексной задаче по очистке помещений от токсичных соединений и устранении контаминации разными биологическими объектами, то такая очистка должна быть перманентной. Этого можно добиться за счёт использования фотоактивных самоочищающихся материалов. Соответственно, нам нужны фотокатализаторы, которые будут эффективно использовать энергию света для осуществления требуемых превращений. Мы разрабатываем композитные фотокаталитические системы. Диоксид титана, допированный азотом, имеет отличные свойства поверхности и поглощает свет в видимой области. Другой компонент, вольфрамат висмута, позволяет существенно повысить скорость окислительной деструкции за счёт создания гетероструктурной композиции и эффективного переноса зарядов», — рассказывает ведущий научный сотрудник отдела нетрадиционных каталитических процессов ИК СО РАН кандидат химических наук Дмитрий Селищев.

Следующий шаг после синтеза композитов — это разработка способа их нанесения и закрепления на поверхности разных материалов и объектов внутри помещений, чтобы перманентно очищать всё пространство вокруг. Химики разработали и запатентовали аэрозольный способ нанесения фотоактивных покрытий на разные — тканевые и твёрдые — поверхности, который значительно проще существующих методов.

«Мы предложили специальные аэрозольные составы, которые содержат в себе фотоактивный компонент, связующее соединение и растворитель. Эти составы методом распыления можно наносить на поверхности разных материалов. После высыхания формируется тонкоплёночное фотоактивное покрытие, которое самоочищается под действием света. Другие способы сложнее в реализации, например, когда материал делают уже со „встроенным“ компонентом», — поясняет учёный.

Далее специалисты ИК СО РАН планируют переход к практическому внедрению результатов интеллектуальной деятельности в партнёрстве с производственной компанией.

Источник: ИК СО РАН.