Учёные НИУ «БелГУ» синтезировали новое соединение, эффективно удаляющее органические загрязнения

Новое соединение получено в результате исследований, проводимых на базе института фармации, химии и биологии НИУ «БелГУ» под руководством заведующей кафедрой общей химии, доктора химических наук, профессора Ольги Лебедевой. Двойной гидроксид можно будет применять для очистки воды на локальных водоочистных сооружениях, на предприятиях с небольшим стоком и в домохозяйствах.

Образец структуры для нового соединения учёные Белгородского госуниверситета позаимствовали у природного минерала гидроталькита (hydrotalcite), внешне похожего на тальк и содержащего в своём составе большое количество воды. В его структуре присутствуют положительно заряженные слои гидроксидов металлов с трёхзарядными катионами (положительно заряженными ионами) алюминия и гольмия, между которыми находятся анионы (отрицательно заряженные ионы) – нитраты и карбонаты.

Как отмечают разработчики, анионы являются лабильным, переменным компонентом, легко подвергаются обмену. На этом свойстве гидроталькитоподобных соединений и основана их способность сорбции и фоторазложения.

Высокая адсорбционная способность и наличие фотоактивного компонента являются преимуществом при применении слоистых двойных гидроксидов и их производных для удаления органических загрязнений. Легкость синтеза и разделения делают этот адсорбент перспективным кандидатом для восстановления окружающей среды. Также слоистые двойные гидроксиды могут найти применение для поглощения ионов тяжелых металлов.

Оригинальность и новизна предложенного учёными НИУ «БелГУ» нового соединения состоят в введении в его состав трехзарядного катиона редкоземельного металла гольмия. Полученный слоистый двойной гидроксид отличается хорошей окристаллизованностью и не содержит примесей.

Благодаря тому, что в качестве трехзарядных катионов металла выступают одновременно катионы алюминия и гольмия, это соединение потенциально может использоваться как катализатор фоторазложения органических соединений.

– Предложенное нами соединение, в структуре которого содержится гольмий, дало очень хороший эффект: фотокаталитическое разложение красителя бриллиантового зеленого происходило значительно быстрее в сравнении с использованием слоистого двойного гидроксида, не содержащего гольмий, – пояснила Ольга Евгеньевна.

Новые неорганические соединения – двойные слоистые гидроксиды – уже более десяти лет привлекают внимание исследователей. Повышенный интерес к ним объясняется уникальными свойствами конечного соединения, которые можно задать уже на стадии синтеза. Многие вещества этого класса обладают специфическими магнитными, электрическими, фотолюминесцентными свойствами. Некоторые двойные слоистые гидроксиды уже нашли применение в биомедицине и фармацевтике как адсорбенты, носители лекарственных препаратов, они также используются для получения нанокомпозитов. Невысокая стоимость и устойчивость таких гидроксидов открывает новый потенциал их применения для сохранения безопасности экологических систем.