Новый композит из частиц синтетического алмаза с никелевой оболочкой, обладающий высокими электрокаталитическими свойствами, позволяющими использовать его для эффективной и безопасной очистки бытовых и больничных сточных вод от парацетамола, синтезировали ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» (КНЦ СО РАН) и Сибирского федерального университета, 6 февраля сообщает пресс-служба КНЦ СО РАН.

Результаты исследования нового композита были представлены в статье «Синтез нанокластеров Ni, нанесенных на алмаз плазменным методом, и их электрохимические свойства», опубликованной в журнале Diamond and Related Materials.

Необходимость очистки сточных вод от присутствия парацетамола вызвана тем, что он является одним из наиболее загрязняющих окружающую среду фармацевтических препаратов. При этом парацетамол может оказывать отрицательное влияние как на здоровье людей, вызывая в том числе аллергические реакции, так и на водные экосистемы.

Науке известно, что нейтрализовать парацетамол можно, разложив его на безопасные для окружающей среды соединения методом электрокаталитического окисления.

Созданные красноярскими ученые частицы синтетического нелегированного алмаза, покрытого никелевой оболочкой, могут служить катализатором в такой реакции. Размер частиц алмаза в разработанном композите составляет от 120 до 130 нанометров, а толщина никелевого покрытия варьируется от 2 до 30 нанометров.

Проведенное исследование электрохимических свойств алмазных частиц с никелевым покрытием в реакциях электрокаталитического окисления метанола и парацетамола показало, что алмазно-никелевый композит показывает большую электрокаталитическую активность.

Такой катализатор позволяет провести более полную нейтрализацию парацетамола до углекислого газа и воды, чем существующие катализаторы. Это делает разработанные частицы перспективным материалом как для очистки сточных вод, так и для использования в качестве анодных электрокатализаторов метанольных топливных элементов.

Заведующий лабораторией аналитических методов исследования вещества Института физики им. Л. В. Киренского СО РАН, доктор технических наук, профессор Григорий Чурилов рассказал об итогах проделанной коллективом работы:

«Мы продемонстрировали, что полученные нами диэлектрические высококристаллические частицы синтетического нелегированного алмаза, покрытые кластерами никеля, имеют большую каталитическую активность. При этом материал обладает более высокой электрокаталитической активностью в реакциях электрохимического окисления метанола и парацетамола в щелочном электролите по сравнению с известными каталитически активными материалами».

В результате использование электрокаталитического окисления парацетамола на никель-алмазном электроде обеспечит высокую степень очистки больничных сточных вод от этого загрязнителя, сделав весь процесс безопасным. Кроме того, замена дорогостоящих платины и палладия в топливных элементах новым композитом значительно снизит их стоимость, отметил ученый.