Les chimistes de RUDN ont développé une nouvelle méthode pour obtenir des nanoparticules à base de titane pour nettoyer l'eau des phénols, des hydrocarbures aromatiques toxiques avec un groupe OH. Les atomes de métaux contenus dans les nanoparticules oxydent les polluants sous l'influence de la lumière et les transforment en eau et en dioxyde de carbone. La nouvelle méthode rendra la production de ces nanoparticules plus facile et moins chère. Les résultats des travaux ont été publiés dans le Journal des liquides moléculaires .

Les phénols sont des composés chimiques toxiques utilisés dans la fabrication du caoutchouc, Plastique, carburant, pesticides, et d'autres substances. Les rejets de phénol sont parmi les causes les plus courantes de pollution naturelle de l'eau et de mort de la faune aquatique. Le phénol inhibe la croissance des plantes, provoque une détresse respiratoire chez les animaux et réduit leur mobilité. L'auto-épuration des plans d'eau en phénols prend du temps, et le composé toxique se propage davantage en raison des courants.

Les chimistes de RUDN ont trouvé un nouveau moyen de neutraliser les rejets nocifs de phénol en utilisant les nanoparticules de sels de titanate. Outre le titane et l'oxygène, ils contiennent les atomes de métaux (par exemple le magnésium, chrome, ou cobalt) qui peuvent accepter et libérer des électrons dans la réaction d'oxydation des phénols sous l'influence de la lumière. En raison de l'oxydation, les phénols se transforment en eau et en dioxyde de carbone. Les auteurs des travaux ont proposé de synthétiser ces nanoparticules à base de butoxyde de titane (oxyde de titane organique) et de sels métalliques en présence d'un solvant organique.

« Les photocatalyseurs nous intéressent particulièrement en tant qu'agents de purification de l'eau. Ils accélèrent la désintégration des substances dangereuses à la lumière, y compris la lumière visible. Les produits finaux d'une telle réaction sont de l'eau et du dioxyde de carbone qui sont totalement respectueux de l'environnement. Dans notre travail, nous avons décrit une nouvelle méthode de synthèse des nanoparticules qui oxydent les phénols sous l'influence de la lumière, rapidement et à des températures relativement basses, " dit Yahua Absalan, un post-gradué du Département de Chimie Générale de la Faculté de Physique, Mathématiques, et sciences naturelles, RUDN.

Dans des expériences avec des températures variables, la réaction a montré sa vitesse la plus élevée (3,5 heures) à 550 degrés . Précédemment, l'obtention de nanoparticules comme celles-ci nécessitait des températures d'environ 750 degrés . La nouvelle méthode est moins énergivore et rend donc la production de nanoparticules de titane moins chère.

"Les titanates métalliques sous forme de nanoparticules peuvent agir comme des photocatalyseurs efficaces, accélérer la désintégration des substances dangereuses dans les émissions industrielles. Précédemment, nous les avons synthétisés à 750 degrés à l'aide d'équipements coûteux et complexes. La méthodologie améliorée rendra la production de nanoparticules plus abordable, " conclut Yahua Absalan.

Les chimistes de RUDN ont testé l'efficacité des nanoparticules obtenues en leur ajoutant du pyrocatéchol (un composé phénolique). Sous l'influence de la lumière, des nanoparticules de titane ont détruit les molécules de cette substance dangereuse. Les nanoparticules contenant de l'erbium ont montré les meilleurs résultats :environ 84 % se sont désintégrés après irradiation à la lumière visible. Les nanoparticules ont démontré une stabilité élevée :une dose a pu être utilisée quatre fois sans aucun changement d'efficacité. Plus tard, la structure des nanoparticules altérée, et leur efficacité réduite.