Группа китайских исследователей совершила прорыв в области синтеза пероксидов щелочноземельных металлов (MO2), представляющих собой перспективную альтернативу перекиси водорода (H2O2) в очистке сточных вод и дезинфекции. В статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology, ученые представили новый тип самоочищающегося электрода с улучшенной структурой поверхности, позволяющий производить MO2 с высокой стабильностью и чистотой.
Традиционно синтез MO2 осуществляется путем разложения H2O2. Однако такой метод связан с быстрым распадом исходного вещества, что приводит к неэффективному использованию перекиси водорода, а также к дополнительным экономическим и экологическим рискам, связанным с его хранением и транспортировкой. В этом контексте исследовательская команда под руководством профессора Лу Чжии из Института технологий и материаловедения в Нинбо (NIMTE) и профессора Цзя Цзиньпина из Шанхайского университета Цзяотун предложила метод электросинтеза MO2 в режиме «in situ», то есть «на месте», непосредственно в очищаемой воде.
Суть инновации заключается в создании специального электрода с покрытием из тефлона, который включает в себя соединение углерода с кислородом и никелем (T-NiOC). Благодаря наноструктуре и низкой энергии поверхности у такого электрода минимальная площадь контакта с жидкостью, что позволяет синтезированному MO2 быстро отслаиваться от электрода, предотвращая тем самым засорение системы. В результате достигается высокая стабильность работы электрода в течение более чем 1000 часов, избирательность синтеза MO2 при этом составляет около 99%.
В ходе испытаний синтезированный CaO2 показал высокую эффективность в деградации антибиотика тетрациклина, превосходя результаты, которые можно достичь при использовании традиционной H2O2. Это указывает на потенциальную эффективность MO2 в борьбе с устойчивыми органическими загрязнителями.
Разработка нового метода синтеза MO2, по мнению ученых, может полностью изменить подходы к электрохимическим реакциям и найти широкое применение не только в очистке воды, но и в других отраслях промышленности, где требуются стабильные и эффективные окислители.
Ранее ученые нашли способ разлагать токсичные отходы с помощью обычной лампочки.
