Работу по национальному проекту «Наука и университеты» проводит аспирант ЮУрГУ, сотрудник лаборатории экологических проблем постиндустриальной агломерации Владислав Фадеев.
Методику очистки с использованием электроактивных материалов относят к безреагентным методам. Реализация исследования может помочь при формирования высокоэффективных систем очистки воды в крупных индустриальных центрах.
«В качестве электрода был выбран титан, – рассказал Владислав Фадеев. – У него отличные механические свойства (он твердый и надежный), низкая плотность, а кроме того, он проводит электричество. Однако мы улучшаем его качество, нанося поверх титановой пластины дополнительные слои».
Между титановым электродом и слоем, который обеспечивает реакцию, находится слой из оксидов олова и сурьмы, что делает само покрытие стойким и увеличивает срок его службы. Эти материалы химически стабильны, то есть долго не будут разрушаться, особенно в кислых средах. Диффузия кислорода замедлится, а с ним образование нежелательных для нас оксидов титана. Нанесение оксидов олова и сурьмы осуществляется с использованием ультразвука по методу Печини, объяснил молодой ученый.
Затем следуют слои четырехвалентного свинца, альфа- и бета-формы. Оксид свинца – наиболее изученный и предпочтительный материал: он дешевый, химически инертный и обладающий хорошей электропроводностью.
«Ионы свинца действительно токсичны для любого живого организма, и наша задача – создать не просто высокоэффективный материал, но такой, который обладал бы высокой прочностью, что поможет максимально снизить вероятность разрушения покрытия и минимизировать попадание токсичных материалов в воду», – отметил Владислав Фадеев.
Допирование, то есть встраивание в кристаллическую решетку оксида свинца редкоземельных элементов, улучшает окислительные свойства электрода.
«Наша научная группа занимается допированием ранее неисследованного элемента – гольмия, – уточнил Владислав Фадеев. – В этом отношении мы первопроходцы. В случае, если результаты опытов с гольмием будут положительными, мы попробуем использовать вместо него иттрий, неодим, самарий, европий, тербий, диспрозий, тулий, иттербий и лютеций. В конечном итоге планируется мультиэлементное допирование – двумя-тремя редкоземельными элементами. Работы у нас много».
Разработанные материалы будут адаптированы под титановые электроды с развитой поверхностью: титановые пористые электроды, титан, нанесенный на тканные/нетканные материалы для применения на практике.
