Новий самоочисний електрод дає змогу значно зменшити економічні втрати та підвищити безпеку процесу.
Група китайських дослідників зробила прорив у сфері синтезу пероксидів лужноземельних металів (MO2), що є перспективною альтернативою перекису водню (H2O2) в очищенні стічних вод і дезінфекції. У статті, опублікованій у журналі Nature Nanotechnology, вчені представили новий тип самоочисного електрода з поліпшеною структурою поверхні, що дає змогу виробляти MO2 з високою стабільністю і чистотою.
Традиційно синтез MO2 здійснюється шляхом розкладання H2O2. Однак такий метод пов’язаний зі швидким розпадом вихідної речовини, що призводить до неефективного використання перекису водню, а також до додаткових економічних та екологічних ризиків, пов’язаних з його зберіганням і транспортуванням. У цьому контексті дослідницька команда під керівництвом професора Лу Чжії з Інституту технологій і матеріалознавства в Нінбо (NIMTE) і професора Цзя Цзіньпіна з Шанхайського університету Цзяотун запропонувала метод електросинтезу MO2 в режимі «in situ», тобто «на місці», безпосередньо в очищуваній воді.
Суть інновації полягає у створенні спеціального електрода з покриттям із тефлону, який містить сполуку вуглецю з киснем і нікелем (T-NiOC). Завдяки наноструктурі та низькій енергії поверхні в такого електрода мінімальна площа контакту з рідиною, що дає змогу синтезованому MO2 швидко відшаровуватися від електрода, запобігаючи тим самим засміченню системи. У результаті досягається висока стабільність роботи електрода протягом більш ніж 1000 годин, вибірковість синтезу MO2 при цьому становить близько 99%.
Під час випробувань синтезований CaO2 показав високу ефективність у деградації антибіотика тетрацикліну, перевершуючи результати, яких можна досягти при використанні традиційної H2O2. Це вказує на потенційну ефективність MO2 у боротьбі зі стійкими органічними забруднювачами.
Розроблення нового методу синтезу MO2, на думку вчених, може повністю змінити підходи до електрохімічних реакцій і знайти широке застосування не тільки в очищенні води, а й в інших галузях промисловості, де потрібні стабільні та ефективні окислювачі.