Химики получили новый катализатор из популярного оптического материала

Поверхность селенида галлия под микроскопом

Ученые Томского политехнического университета обнаружили, что селенид галлия, который широко применяется в оптотехнике (например, как материал для фотодиодов), меняет свои свойства при облучении лазером. Если к нему добавить серебряные наночастицы, он трансформируется в новый композитный материал и проявляет себя с ранее неизвестной стороны — как катализатор для химических реакций. Результаты работы опубликованы в журнале ACS Omega. Исследования проводились при поддержке совместной программы Российского фонда фундаментальных исследований и Австрийского научного фонда.

Селенид галлия давно известен как полупроводниковый материал и широко применяется в электротехнике в фотодиодах, фоторезисторах, датчиках поляризованного света. Его структура интересна тем, что это слоистый материал — как графит. От него можно отделить слои и сформировать тонкую пленку. Такие слои обладают свойствами, отличными от свойств объемных материалов.

«Двумерные материалы, к которым относится селенид галлия, активно исследуются в качестве катализаторов, так как показывают высокую эффективность. В экспериментах мы использовали получившийся композит как катализатор в модельной реакции», — поясняет руководитель научной группы, профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Рауль Родригес.

Для получения нового катализатора ученые использовали нитрат серебра.

«На краях структуры под действием фиолетового лазера образовался материал со стехиометрией Ga2Se3, на него наносился нитрат серебра. Благодаря химической активности краев вещество частично вступило в реакцию с селенидом. Полученный материал продемонстрировал каталитические свойства. Он действует как фотокатализатор: как и обычные катализаторы в химии, фотокатализаторы используются для изменения скорости течения реакции. Только в данном случае для того, чтобы фотокатализатор «заработал», нужен свет. На основе фотокатализа построены системы очистки и обеззараживания воздуха и самоочищающиеся покрытия. Кроме того, их используют для разделения воды на кислород и водород», — рассказывает один из авторов статьи, студент ТПУ Дмитрий Чешев.

Исследование выполнялось в сотрудничестве с учеными из Университета Леобена (Австрия) и Университета электронных наук и технологий Китая.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.