O lucrare comună a Universității Federale Kazan, a Institutului de Cataliză Boreskov și a Universității Ruse de Petrol și Gaz a fost publicată în Chemistry - A European Journal.

Universitatea Federală din Kazan

suprafețelor

IMAGINE: Ilustrația generării de hidrogen din soluția de electroliți în lumină vizibilă mai mult

Credit: Universitatea Federală din Kazan

Echipa a produs și a studiat noi fotocatalizatori activi pe bază de nanotuburi de aluminosilicat natural cu puncte cuantice de sulfură de cadmiu stabilizate pe suprafața lor sintetizate prin auto-asamblare.

Co-autor, cercetător asociat principal al Laboratorului Bionanotehnologiei (Universitatea Federală din Kazan), Rawil Fakhrullin explică: „Punctele cuantice sunt nanoparticule semiconductoare cu dimensiuni de până la 10 nanometri, cu proprietăți optice unice. Au găsit aplicații în multe industrii, inclusiv fotonică, tehnologia senzorilor, și biomedicină. Un studiu comun a arătat că utilizarea nanotuburilor de aluminosilicat natural ca purtători de puncte cuantice de sulfură de cadmiu face posibilă crearea fotocatalizatorilor eficienți și cu nivel scăzut de toxicitate, care sunt activi sub radiații vizibile. "

Fotocatalizatorii studiați sunt nanotuburi cu un diametru interior de până la 20 nanometri, la suprafața și în interiorul cărora se formează aproximativ 50 de nanoparticule de sulfură de cadmiu, dopate cu ruteniu ca co-catalizator. Acest metal inert este utilizat în electronică și ca catalizator și aditiv anticoroziv.

„Am dezvoltat o metodă de auto-asamblare a nanoparticulelor pe suprafața nanotuburilor naturale, care a fost utilizată pentru a sintetiza puncte cuantice de sulfură de cadmiu. Aplicarea sa a făcut posibilă creșterea randamentului cuantic al reacției de evoluție a hidrogenului de la soluții apoase la Am ales ruteniul ca co-catalizator. Se știe că adăugarea unor cantități mici de ruteniu duce la o creștere a activității acestor fotocatalizatori de zeci și sute de ori. Utilizarea sa a făcut posibilă prevenirea proceselor secundare de redistribuire a sarcinii și reacții care reduc cantitatea de hidrogen în evoluție. Este interesant de observat că stabilitatea acestor sisteme fotocatalitice este influențată în mare măsură de raportul sulf-cadmiu dintr-o nanoparticulă de sulfură; la atingerea unei anumite valori, stabilitatea sistemului scade brusc, " spune Anna Stavitskaya, angajată a Universității Ruse de Petrol și Gaz.

Dr. Fakhrullin consideră că fotocatalizatorii sunt una dintre cele mai promițătoare domenii ale chimiei moderne. Folosesc cea mai accesibilă sursă de energie - lumina soarelui.

„Fotocatalizatorii pot fi folosiți pentru descompunerea apei în oxigen și hidrogen, ceea ce va face posibilă obținerea unui combustibil sigur și ecologic în cantități nelimitate. Cu ajutorul fotocatalizatorilor, este posibil să se creeze suprafețe cu auto-curățare (de exemplu, ferestre care nu trebuie spălate), instrumente medicale ușor sterilizabile care vor dezinfecta lumina și, de asemenea, purifică apa de contaminanți organici și microorganisme patogene. Catalizatorii eterogeni utilizați pentru fotocataliză nu numai că ar trebui să aibă capacitatea de a accelera reacția, ci și să fie stabili și să nu provoacă efecte toxice asupra sistemelor vii. Acest lucru poate fi realizat prin utilizarea simultană de ruteniu, puncte cuantice și nanotuburi halloysite ", spune el.

În această lucrare, rezultatele unui studiu al efectului unui sistem bazat pe nanotuburi naturale halloysite și puncte cuantice de sulfură de cadmiu sintetizate pe suprafața sa in situ pe organismul nematod (distribuția nanomaterialelor în organe, lungimea corpului și capacitatea de reproducere) sunt prezentate.

„Investigația fotocatalizatorilor nanostructurați in vivo în nematode nu a arătat niciun efect negativ acut. Nanomaterialele fotoactive dezvoltate nu au fost detectate în țesuturile din afara tractului intestinal ale nematodelor solului, ceea ce este un bun indicator pentru nanosisteme, dintre care multe pătrund în organe și țesuturi și negativ. afectează corpul ", conchide Fakhrullin.

Declinare de responsabilitate: AAAS și EurekAlert! nu sunt responsabili pentru acuratețea comunicatelor de presă postate pe EurekAlert! prin instituții care contribuie sau pentru utilizarea oricărei informații prin intermediul sistemului EurekAlert.