Для каких целей используются фотокатализаторы? Как действует диоксид титана? Какое применение он находит? Какие разработки в области фоторасщепления воды ведутся сегодня? Об этом рассказывает доктор химических наук Евгений Гудилин.

Катализатор — это вещество, которое быстрее приводит систему к состоянию равновесия. То есть, когда есть солнечная энергия, если это прямое солнечное излучение, ее достаточно для разрушения молекулы воды, но просто так этого не происходит из-за больших барьеров. Соответственно, чтобы воду расщепить, нужны фотокатализаторы. Стандартный из них, который уже всем надоел, но от которого не могут отказаться, это диоксид титана.

Рекомендуем по этой теме:
2181
Катализ на поверхности воды
Диоксид титана — один из «кентавров» неорганического мира, потому что он может существовать в огромном числе модификаций. Это могут быть гели, аэрогели, наночастицы, нанотрубки, монослоевые дисперсии. Почти все, что угодно. И получение любой из этих форм, которые умеют делать химики с помощью в основном «мягкой» химии, «мокрой» химии, приводит к тому, что морфология или микроструктура, в конечном итоге, задает свойства таких материалов и фазовый состав, хотя химический состав более или менее похож.

Диоксид титана известен еще одной широко разрекламированной особенностью, связанной с его спецификой как широкозонного полупроводника — это создание самоочищающихся поверхностей. Но это было чуть ли не основным жупелом нанотехнологий, когда они начали появляться в нашей стране. Сейчас ясно, что это не основное его применение. Но, тем не менее, ситуация, когда вы открываете шторку, светите солнышком на стену, и с нее отвается грязь, выглядит очень заманчивой для обывателя. В принципе, это явление реализовано на практике; есть в Японии, может быть, уже и у нас, в Штатах стены, экспериментально покрашенные производными, содержащими диоксид титана. Это не обычные титановые белила, которые продаются сотнями, тысячами тонн, а более нежные структуры. Смысл в том, что при облучении солнечным излучением любая органика, контактирующая с этим широкозонным полупроводником, начинает разрушаться, и далее любой дождик смывает эту грязь.