24.01.24 г.
Новый нанокомпозит очистит сточные воды от красителей

Российские исследователи вместе с зарубежными коллегами создали нанокомпозит, который может нейтрализовать промышленные красители в сточных водах. Этот сорбент гораздо лучше аналогов: его эффективность составляет 96,4% против быстрого зеленого (БЗ) и до 92,7% против бромфенолового синего (БС). Большая часть современных сорбентов не дает эффективность выше 90%. Такой нанокомпозит может быть особенно полезным в регионах, где есть дефицит пресной воды, например в странах Ближнего Востока. Исследование опубликовано в журнале Sustainability.

«Органические красители БЗ и БС чрезвычайно канцерогенны. Значительная их часть концентрируется в сточных водах, куда они попадают в результате деятельности промышленных текстильных предприятий. Именно это простимулировало нас создать новый наноматериал, который способен очистить промышленные сточные воды от вредных красителей. Наша разработка имеет высокую фотокаталитическую активность, в результате чего адсорбционная эффективность составила 96,4% и 92,7% против БЗ и БС соответственно. Важно также отметить, что наш нанокомпозит можно использовать несколько раз — по итогам эксперимента эффективность полимеров оставалась выше 90% даже после пяти циклов использования», — пояснил соавтор исследования, старший научный сотрудник отдела магнетизма твердых тел Уральского федерального университета Ражеш Кумар Манавалан.

Главная особенность этой разработки — ее фотокаталитические свойства. Под воздействием света материал запускает химические реакции, которые разлагают красители. Вредные вещества накапливаются в порах нанокомпозита, а потом окисляются. В итоге они раскладываются на менее опасные вещества: углекислый газ и перекись водорода.

«Комбинация материалов, которые использовались в нашей работе, оказалась весьма эффективной для создания максимальной фотокаталитической активности. Дело в том, что такое сочетание позволило использовать синергию между различными компонентами и усилить гетеропереходы на границах раздела материалов. Это значит, что кристаллическая решетка одного материала плавно, без нарушения периодичности, переходит на кристаллическую решетку другого», — прокомментировал Ражеш Кумар Манавалан.

Нанокомпозит состоит из нитрата церия, ацетата меди и гидроксида натрия. Благодаря внешней оболочке из поливинилпирролидона вещество стало многоразовым. «После использования нашего нанокомпозита происходит процесс его очистки, который включает в себя промывку водой, обработку этанолом и сушку на воздухе. Аналогичные фотокатализаторы, например порошковые, использовать повторно достаточно сложно», — добавляет Ражеш Кумар Манавалан.

Специалисты планируют провести дополнительные исследования нанокомпозита, чтобы узнать, может ли он очищать сточные воды от других красителей.

Автор: Анастасия Черкесова

https://inscience.news/ru/article/russian-science/15174