Активація пероксиду водню за допомогою гетерогенного каталізу є перспективним методом дезінфекції питної води. При розкладі H2O2 утворюються агресивні гідроксильні радикали, які легко руйнують оболонки бактерій. Важливим гігєнічним аспектом є те, що гідроксильні радикали не залишають по собі токсичних хлорорганічних продуктів, як це має місце у випадку хлорування питної води. В даній НДР створено гетерогенні Фентон-подібні металоксидні каталізатори з функцією регулювання активності для очищення та дезінфекції води. Унікальність роботи полягає у використанні індукційного нагрівання для активації магнітних каталізаторів. Електромаггнітне нагрівання дає можливість підвищити ефективність каталізаторів у декілька разів. Значною перевагою індукційного нагрівання є відсутність градієнта температури всередині каталітичного шару. Електромагнітне поле прогріває каталізатор рівномірно в об’ємі і тому перехід до реактора збільшеного розміру не викликає значних змін швидкості уворення радикалів. Нагріта поверхня каталізатора створює додатковий ефект термічної інактивації мікроорганізмів. Виконавцями проекту синтезовано серії залізооксидних каталізаторів, які містять редокс-пари елементів змінної валентності (Fe, Co, Mn, Cu). Детально проаналізовано фазовий і хімічний склад отриманих каталізаторів, виміряно їх каталітичну активність в реакціях окислення органічних полютантів та інактивації бактерій. Створення експериментальних реакторів збільшеного розміру потребувало збільшених кількостей каталізаторів, і тому було застосовано високопродуктивну методику співосадження в протічному режимі. Основним методом зміни каталітичних властивостей стала інженерія редокс-пар у структурі залізооксидних каталізаторів. Найбільш активні каталізатори випробувані у протічному реакторі та з індукційним нагріванням. Запатентовано способи приготування гранульованих залізооксидних каталізаторів. Всі каталізатори продемонстрували високу стабільність при довготривалих випробуваннях у протічному режимі. Завершальним етапом стали токсикологічні дослідження очищеної води з використанням організмів різних трофічних рівнів (хлорела, дафнії). Біоіндикатори показали, що застосування електромагнітної активації каталізаторів суттєво зменшує залишкову токсичність очищеної води.
Використання гранул кобальтового фериту як Фентон-подібного каталізатора в проточному реакторі обіцяє прорив у галузі дезінфекції води. Каталітичний механізм утворення гідроксильних радикалів базується на окисно-відновних циклах Fe(ІІІ)/Fe(ІІ) і Co(ІІІ)/Co(ІІ). Позитивно заряджена поверхня фериту кобальту притягує негативно заряджені оболонки бактерій E. coli, що посилює їх інактивацію. Вперше реактор з кобальт-феритним каталізатором був додатково активований електромагнітним полем. Механізм електромагнітного нагрівання включає два ефекти: вихрові струми і втрати на гістерезис. На відміну від звичайного теплового нагрівання, електромагнітне поле нагріває каталізатор зсередини. Це мінімізує втрати енергії та скорочує час розігрівання, що дає можливість автоматичного керування установкою дезінфекції. Присутність неорганічних аніонів додатково сприяє інактивації бактерій. Екотоксикологічний аналіз підтвердив відсутність токсичності очищеної води після використання системи CoFe2O4/H2O2 з електромагнітним нагріванням у присутності бікарбонат-іонів.
Каталітично-пероксидна технологія дезінфекції не потребує складної апаратури і високої кваліфікації персоналу, і тому може бути придатною для низькобюджетних споживачів води (малих населених пунктів, літніх таборів, індивідуальних будинків). Тубулярний реактор і насоси-дозатори можуть бути змонтовані на мобільній платформі і використовуватись в надзвичайних ситуаціях. У великих мережах водопостачання пероксидна технологія може стати складовою частиною комплексної системи очищення води з використанням хлору і УФ-опромінення. Феритні каталізатори з регульованою активністю можуть використовуватись для швидкої деградації органічних речовин у промислових системах очищення стічних вод. Отримані результати можуть бути використані в галузі аналізу води і захисту навколишнього середовища.