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. 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 Университет электронных наук и технологий Китая.

Пресс-служба Томского политехнического университета