Ученые Томского политехнического университета синтезировали новый материал, разлагающий в воде опасный сельскохозяйственный пестицид — параксон-этил. Вещество может быть получено из пластикового отхода — полиэтилентерефталата (ПЭТ), из которого производят обычные пластиковые бутылки.
Ранее мы уже синтезировали из них эффективные сорбенты для инсектицидов, но решили пойти дальше и сделать материал, который мог бы не только аккумулировать экотоксиканты (экологически опасные факторы химической природы), но и разлагать их», — рассказал доцент Исследовательской школы химических и медицинских технологий ТПУ Павел Постников.
На гранулах из бутылок ученые вырастили металлоорганические каркасы —трехмерные матрицы из ионов циркония и органических молекул.
«Металлоорганические каркасы и материалы с их использованием — хорошие сорбенты. Они работают как ловушки для определенных молекул. Нужно только правильно подобрать каркас. Но зачастую их каталитическая активность недостаточна.
Чтобы преодолеть этот барьер, мы решили воспользоваться эффектом плазмонного резонанса, для чего получили композитный материал на основе ПЭТ, металлоорганических каркасов и наночастиц серебра», — пояснил один из авторов статьи, научный сотрудник лаборатории «Невалентные взаимодействия в химии материалов» ТПУ Олег Семенов.
Эффект плазмонного резонанса возникает у поверхности металлов при облучении светом — около поверхности появляются квазичастицы плазмоны. Этот процесс способен существенно влиять на химические превращения.
«Возбуждение плазмонного резонанса позволило добиться синергетического эффекта между каталитической активностью самого металлоорганического каркаса и частицами серебра. Эффективность катализатора проверялась с использованием водных растворов пестицида при облучении LED-источником», — добавила один авторов исследования, научный сотрудник Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Ольга Гусельникова.
Эксперименты показали, что всего за один час материал способен разложить около 95 % параксон-этила в растворах с высокой концентрацией.
Результаты исследования, поддержанного Российским научным фондом, опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal.