В дополнении к оксидам азота и серы значительное количество летучих органических соединений вносит свой вклад в смог, разрушение озонового слоя и потенциально опасны для здоровья человека. Нормы чистоты воздуха тем временем становятся все строже. Большинство современных систем очистки воздуха основаны на фотокатализаторах, адсорбентах, таких как активированный уголь или озонолизе. Однако эти классические системы не пригодны, в частности, для очистки воздуха от загрязнения органикой при комнатной температуре.
Японские ученые разработали новый наноматериал, который очень эффективно удаляет летучие органические соединения а также оксиды серы и азота из воздуха при комнатной температуре. Как они сообщили в журнале
Angewandte Chemie("Porous manganese oxide garnished with gold nanoparticles removes volatile organic compounds from air and breaks them down"), их система включает в себя пористый оксид марганца с частицами золота, выращенными в нем.
Для того чтобы подтвердить эффективность нового катализатора команда исследователей, возглавляемая Anil K. Sinha из центральной исследовательской лаборатории компании Toyota, провела ряд тестов с гексаном, толуолом и уксусным альдегидом. Все три компонента были эффективно удалены из воздуха и разложены с помощью катализатора – значительно лучше, чем в случае традиционных каталитических систем.
Одним из секретов успеха нового материала является исключительно большая внутренняя поверхность пористого оксида марганца. Такая большая поверхность предоставляет летучим молекулам много места для адсорбции. Кроме того, адсорбированные загрязняющие агенты эффективно разрушаются. Это связано с присутствием достаточного количества кислорода в решетке оксида марганца, а также того, что деградация на поверхности происходит эффективно из-за присутствия радикалов. Очевидно, кислород из воздуха разлагается на поверхности золота и замещает использованные атомы в решетке.
Эти процессы происходят только для материала, приготовленного особым образом. Золото должно быть нанесено на оксид марганца с использованием лазерной абляции. В этой методике поверхность золота облучается специальным лазером, вследствие чего золото испаряется. Испарившиеся частицы имеют высокую энергию, которая позволяет им проникать достаточно глубоко в оксид марганца.
