Des chercheurs de l'Université RUDN (Russie) ont mis au point une nouvelle méthode pour convertir les nanoparticules de titane en une substance efficace capable d'éliminer le phénol toxique de l'eau, même en lumière visible. Les résultats de l'étude sont rapportés dans le Journal of Materials Science:Les matériaux en électronique .

"La pollution de l'environnement est sans doute l'une des plus grandes menaces pour l'humanité et pour l'ensemble de la planète Terre. L'industrie est responsable de nombreux types de pollution, et le transfert de substances organiques toxiques dans l'eau en fait partie, " dit Yahya Absalan, Doctorant à RUDN et auteur principal de l'article. Une de ces substances est le phénol (et ses dérivés), produit à grande échelle (environ 7 milliards de kilos par an). Les dérivés du phénol agissent comme précurseurs de nombreux matériaux et composés, plastiques, détergents et produits pharmaceutiques. Cependant, cette substance peut avoir des effets nocifs sur le système nerveux central et le cœur, le foie et les reins.

Les chimistes ont élaboré un certain nombre de méthodes pour éliminer le phénol de l'eau. L'une de ces méthodes considère les nanomatériaux, appréciés pour leurs propriétés optiques et magnétiques. Ces propriétés proviennent des caractéristiques uniques des nanoparticules en raison de leur grande surface et activité de surface.

Les chercheurs de l'Université RUDN ont travaillé avec du dioxyde de titane (TiO 2 ) nanoparticules. Il s'agit d'un semi-conducteur qui, après avoir absous la lumière UV, est capable de réagir avec l'eau. Cette réaction conduit à la production de deux radicaux -OH• et O2-•, cette, à son tour, peut réagir avec le phénol et réduire la concentration de phénol dans l'eau.

Cependant, la bande interdite énergétique du dioxyde de titane est de 3,25, il ne peut donc absorber que la lumière UV (et, donc, purifier l'eau uniquement dans des conditions très spécifiques et coûteuses). Les chimistes de RUDN ont tenté de modifier le dioxyde de titane avec des métaux de transition, éléments métalliques occupant un bloc central (Groupes IVB-VIII, IB, et IIB, ou 4-12) dans le tableau périodique. MTiO pur 3 ("M" signifie ici "métal" - cadmium, chrome, nickel, manganèse, des nanoparticules de fer et de cobalt) se sont formées lorsque le précurseur a été traité thermiquement à 750 °C pendant 210 minutes.

Le dopage d'un métal de transition en dioxyde de titane permet aux chercheurs de réduire la bande interdite énergétique et, par conséquent, augmenter la longueur d'onde. TiO 3 peut absorber non seulement la lumière UV, mais la lumière visible, également. Cela permettrait aux chercheurs d'éliminer le phénol de l'eau dans des conditions non spécifiques presque partout.

Les chercheurs ont déjà prévu d'élargir le champ de leur expérimentation en utilisant des métaux rares à la place des métaux de transition, par exemple. « Il reste encore un long chemin à parcourir avant de pouvoir transférer notre nouvelle méthode à l'industrie. Six mois, ou deux ans, peut-être. De toute façon, c'est une substance très prometteuse à utiliser contre la pollution, " conclut Absalan.