Dr Zaleska pracuje nad zastosowaniem dwutlenku tytanu (TiO2) do fotodegradacji, czyli rozpadu pod wpływem światła różnego rodzaju zanieczyszczeń w fazie wodnej i gazowej. Przedmiotem jej szczególnego zainteresowania są związki długo utrzymujące się w środowisku - pestycydy chloroorganiczne (np. DDT), związki o wysokiej toksyczności, cyjanki oraz barwniki i fenole.

Do tej pory dr Zaleska pracowała na tzw. układach modelowych, czyli sztucznie przygotowanych ściekach. Badania nad degradacją w układzie promieniowanie UV/dwutlenek tytanu rozpoczęła podczas studiów doktoranckich. Modyfikacją tego związku zajęła się z kolei na stażu naukowym w California Institute of Technology w Pasadenie, gdzie przebywała na stypendium Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej.

Dwutlenek tytanu jest fotokatalizatorem - pochłania promieniowanie UV (np. pochodzące od Słońca). Pod wpływem promieniowania, na powierzchni cząstek dwutlenku tytanu powstają rodniki hydroksylowe, które powodują utlenianie zanieczyszczeń organicznych lub nieorganicznych, obecnych w roztworze.

W reakcjach degradacji z udziałem dwutlenku tytanu i światła (jako źródła promieniowania UV) wykorzystuje się zarówno promieniowanie słoneczne, jak i lampy emitujące promieniowanie w zakresie UV.

Promieniowanie UV stanowi zaledwie 3-4 proc. całego spektrum promieniowania słonecznego. Stąd w procesie degradacji zanieczyszczeń najczęściej wykorzystuje się sztuczne źródła promieniowania ultrafioletowego, co jednak znacznie zwiększa koszty prowadzenia procesu.

Dlatego - jak wyjaśniła ekspert, ograniczenie w zastosowaniu tej metody ma naturę przede wszystkim ekonomiczną. Aby proces był bardziej wydajny i ekonomiczny, naukowcy z całego świata starają się go udoskonalić. Modyfikują dwutlenek tytanu tak, żeby był on aktywny pod wpływem promieniowania widzialnego.

Także dr Zaleska stara się zmodyfikować dwutlenek tytanu. "Celem badań jest przygotowanie fotokatalizatora aktywowanego pod wpływem światła widzialnego. Pozwoliłoby to wykorzystać główną cześć spektrum światła słonecznego lub zastosować źródła światła o mniejszym natężeniu promieniowania i tym samym znacznie obniżyć koszty prowadzenia reakcji fotodegradacji" - wyjaśniła.

Na razie dr Zaleska opracowała aktywny pod wpływem promieniowania widzialnego katalizator z domieszką azotu. "Obecnie staram się tę aktywność zwiększyć i opracować inne metody modyfikacji - domieszkować anionami innymi niż azot, np. siarką lub kationami metali" - powiedziała.

W jej ocenie, metody fotochemiczne nie nadają się do oczyszczania ścieków o dużym ładunku zanieczyszczeń. Doskonale sprawdzają się jednak w przypadku ścieków o niższym poziomie zanieczyszczeń, za to takich, które trudno ulegają degradacji albo są silnie toksyczne.

Choć efektywność metody fotochemicznej jest niższa niż efektywność innych chemicznych metod oczyszczania, to metoda ta jest zaliczana do tzw. czystych technologii.

"Jej główną zaletą jest to, że nie wprowadza do środowiska dodatkowych zanieczyszczeń. Dwutlenek tytanu nie zużywa się w czasie reakcji. Po jej zakończeniu można go odseparować i ponownie wykorzystać. Drugim substratem jest promieniowanie - jeśli wykorzystamy światło słoneczne, metoda jest przyjazna środowisku" - podkreśla dr Zaleska.

Jej zdaniem, metoda ta ma w Polsce szanse na stosowanie. Metoda jest nieselektywna - większość zanieczyszczeń ulega degradacji. Istotny jest jednak poziom zanieczyszczeń. "Jednym z wymogów jest przejrzystość ścieków, nie może być w nich zawiesin, aby umożliwić penetrację światła w roztworze" - podkreśliła.

PAP

---

Chcesz o tym porozmawiać na FORUM? https://laboratoria.net/aktualnosci/3344.html