Naliehavá výzva na zmiernenie kontaminácie vody spôsobenej priemyselnými farbivami v rôznych odvetviach vrátane textilu, potravín a kozmetiky podčiarkuje kritickú potrebu ekologických a udržateľných riešení. V reakcii na to priemyselné a vedecké komunity aktívne sledujú alternatívne metódy, ktoré sú v súlade s environmentálnymi normami.

Ako inovatívny krok smerom k riešeniu tohto problému odhalili výskumníci z Flinders University prelomovú metódu na rozklad a potenciálne odstránenie škodlivých organických látok, ako sú azofarbivá z priemyselných odpadových vôd. Táto metóda využíva sofistikovanú techniku chemickej fotokatalýzy, nabitú ultrafialovým svetlom, aby rozložila tieto znečisťujúce látky.

Jadrom tohto výskumu, vedeného profesorom Guntherom Anderssonom z Flinders Institute for NanoScale Science and Technology, je syntéza nepatrných kovových útvarov. Tieto útvary pozostávajú z iba deväťatómových zhlukov zlata (Au) zložito viazaných na povrchy oxidu titaničitého. Interakcia medzi týmito zložkami pod vplyvom UV svetla spúšťa sériu reakcií, ktoré rozkladajú toxické chemikálie.

Profesor Andersson rozpracoval proces a uviedol: „Kokatalyzátory nanoklastrov zlata zvyšujú fotokatalytickú prácu oxidu titaničitého a skracujú čas potrebný na dokončenie reakcie o faktor šesť.“ Toto zistenie bolo zdôraznené v nedávnej publikácii v časopise Solar RRL, ktorá ukazuje účinnosť a potenciál tohto inovatívneho prístupu.

Táto metóda ponúka robustnú alternatívu ku konvenčným chemickým procesom používaným na čistenie vody. Využitím jedinečných vlastností heterogénnych polovodičov sprostredkovaných fotokatalýznych systémov dokáže efektívne rozložiť širokú škálu organických znečisťujúcich látok a premeniť ich na neškodnú vodu a oxid uhličitý. Ako zdôrazňuje profesor Andersson z College of Science and Engineering, účinnosť tohto systému pri degradácii zložitých molekúl, ako sú azofarbivá, podčiarkuje jeho význam.

Nevyhnutnosť takýchto pokrokových riešení je poháňaná environmentálnym vplyvom rôznych chemických odvetví, o ktorých je známe, že vypúšťajú nebezpečné, biologicky neodbúrateľné farbivá do prírodných vodných zdrojov. Mnohé z týchto znečisťujúcich látok obsahujú azofarbivá, pričom metyloranž je prevládajúcim príkladom v priemysle vďaka svojej vo vode rozpustnej povahe.

Vychádzajúc z tohto základu, tím na Flinders University tiež skúmal aplikáciu kokatalyzátora zlatého klastra v spojení s modifikovanými polovodičmi. Tento prístup sa ukázal ako sľubný pri rozklade metyloranže, čo ďalej demonštruje všestrannosť a potenciál ich fotokatalýznych systémov. Ich zistenia, zdokumentované v Applied Surface Science, boli odvodené z experimentov uskutočnených v špecializovanom vírivom fluidnom zariadení, produkte nanotechnologického laboratória profesora Colina Rastona na univerzite.

Flinders Ph.D. zdôraznil obmedzenia tradičných metodík úpravy vody. Doktorka Anahita Motamedisade, teraz výskumná pracovníčka v Centre pre katalýzu a čistú energiu na Griffith University, poukázala na nedostatočnosť konvenčných systémov pri odstraňovaní toxických látok z odpadových vôd.

Dr. Motamedisade vysvetlila: „Dôvodom je, že niektoré chemikálie, najmä tie s aromatickými kruhmi, sú odolné voči chemickej, fotochemickej a biologickej degradácii.“ Tento problém je znásobený skutočnosťou, že takéto procesy často vedú k tvorbe nebezpečných vedľajších produktov.

Prostredníctvom svojho výskumu sa tím snaží zdokonaliť a rozšíriť tieto techniky fotokatalytickej degradácie, čím ponúka komplexnejšie riešenie všadeprítomného problému znečistenia vody. Táto ambícia je zakorenená v doktorandskej práci Dr. Motamedisade, ktorá zahŕňa skúmanie účinných spôsobov čistenia odpadových vôd z vinárskych závodov, čo ilustruje širšiu použiteľnosť ich zistení pri riešení globálnych environmentálnych výziev.

Zdroj: www.nano-magazine.com