Крышка с фотокатализатором избавила мусорные баки от запаха
Мусор, оставленный на улице, начинает неприятно пахнуть очень быстро — особенно в теплом и влажном климате, ускоряющем процессы разложения остатков пищи. Своевременный вывоз коммунальных отходов — очевидное решение проблемы, но не единственное.
Химики разработали крышку для мусорного бака с функцией нейтрализации неприятного запаха. Это обычная крышка, которая подходит к стандартным бакам на колесах, с окошком, под которым размещен фотокатализатор, расщепляющий зловонные соединения под воздействием солнечного света. Результаты натурных испытаний новинки обнародовал журнал Environmental Science & Technology.
«Наша мотивация была вполне практичной. Мы хотели решить проблему запаха у источника, внутри самого бака, а не давать ему уходить на улицу», — пояснил профессор Ван Цзиньлун из Педагогического университета Центрального Китая, один из авторов исследования.
Эффективность фильтров с активированным углем в отношении запахов невелика, а жара и высокая влажность и вовсе сводят ее на нет. Без химии не обойтись, решили разработчики, взяли недорогой катализатор на основе оксида марганца (MnO₂) и усилили его литием. Конструктивно нейтрализатор оформлен в виде вставки для крышки из прозрачной мембраны, которая концентрирует солнечный свет на катализаторе.
Скверные запахи бытовых отходов состоят из множества ингредиентов, один из них — уксусная кислота. На нее и нацелились исследователи. Лабораторные эксперименты с имитацией солнечного света показали, что катализатор с добавкой лития лучше разлагает уксусную кислоту, чем чистый MnO₂ или активированный уголь; катализатор также хорошо зарекомендовал себя при повышенной влажности.
Для проверки в реальных условиях сделали прозрачную газопроницаемую вставку с линзой, концентрирующей свет на слое катализатора. Съемный модуль крепится на крышку стандартного бака на колесах. Натурные испытания под естественным солнечным светом продолжались более 40 дней — и все это время нейтрализатор непрерывно и эффективно разлагал уксусную кислоту, выделяемую гниющими фруктами, хлебом и вином.
«Обычные методы каталитического устранения запаха полагаются на электрический нагрев для активации катализатора, а мы используем свет», — заметил Ван.
В дальнейшем авторы намерены расширить диапазон действия своей разработки и на другие скверно пахнущие соединения. Что касается уксусной кислоты, над ней одержана полная и безоговорочная победа — 100% ее фотокатализатор превращает в углекислый газ и воду, без каких бы то ни было побочных продуктов реакции.
