Российские исследователи придумали метод, позволяющий разрушать токсичные вещества, образующиеся после окрашивания синтетическими соединениями. Для этого они проводили электрокаталитическое окисление с помощью алмазного электрода при добавлении бора. С помощью такого метода можно очищать сточные воды от устойчивых промышленных загрязнителей. Работа ученых опубликована в журнале «Электрохимия».

Ароматические соединения применяются в текстильной, бумажной, кожевенной индустрии, производстве лекарственных и косметических средств, продуктов питания. Эти вещества содержат одно или несколько ароматических колец. Сами по себе они токсичны, как и продукты их разложения, попадающие в сточные воды. При этом такие химикаты довольно тяжело разрушаются привычными биологическими, физическими или химическими методами.

Сотрудники Института химии и химической технологии КНЦ СО РАН нашли оптимальные условия, которые позволяют разрушать ароматические вещества. Ученые предложили окислять токсичные бионеразлагаемые органические соединения с помощью электрокатализа. Для этого авторы использовали алмазный электрод с добавлением бора, что позволило повысить электропроводность материала.

Чтобы разработать эффективный метод утилизации ароматических загрязнителей, ученые проверяли, как будет идти электрокаталитическое окисление с использованием различных типов материалов в качестве анода. Авторы установили, что материал электрода существенно влияет на эффективность электрохимического разложения ароматических соединений. Исследователи связали это с тем, что в зависимости от типа электродного материала на нем с разной интенсивностью и эффективностью образуются дополнительные окисляющие частицы — гидроксильные радикалы и активный кислород. Эти частицы увеличивают скорость окисления и ускоряют разрушение загрязнителей. При высоком содержании радикалов токсичные соединения могут почти полностью превращаться в воду, углекислый газ и минеральные вещества.

Ученые проанализировали электроды, имеющие различную электрокаталитическую активность. Самое большое количество окислителей образовалось на допированном бором алмазном электроде, а самое маленькое — на диоксиде рутения и титана. Высокую окислительную способность алмазной структуры авторы объяснили очень слабым взаимодействием окисляющих частиц с поверхностью электрода, что способствует их быстрой реакции с органическими соединениями.