Ученые из ВолгГТУ разработали модицифицированные аэрогели из хитозана, которые обладают избирательными нефтепоглощающими свойствами. Созданные гели могут быть использованы как фильтры для разделения водонефтяных эмульсий.
Хитозан – природный полисахарид, который получают из хитина, содержащегося в панцирях ракообразных и насекомых. Это возобновляемый, биосовместимый и биоразлагаемый полимер. Он экологичен и имеет способность к пленко- и волокнообразованию.
Такие свойства обуславливают привлекательность хитозана для получения на его основе аэрогелей – материалов, обладающих низкой плотностью, высокой пористостью и большой удельной поверхностью. Указанные характеристики обеспечивают предпосылки для применения данных материалов в качестве сорбентов различных загрязнений, например, масел, нефти и нефтепродуктов.
Группа исследователей из Волгоградского государственного технического университета (ВолгГТУ) предложила поверхностную модификацию хитозановых аэрогелей привитыми полиметакрилатами для создания материалов с избирательной поглотительной способностью. Полученные хитозановые аэрогели обладают пористостью до 98,5 процентов. Они представляют собой материал, образуемый тонкими (до 1 мкм) пленками полимера, с системой открытых пор.
В результате модификации материала система пор не нарушается, однако поверхность приобретает исключительные водоотталкивающие свойства. Немодифицированный аэрогель быстро впитывает воду, а после модификации вода не впитывается таким материалом в течение нескольких часов, объяснили ученые.
«Если немодифицированный хитозановый аэрогель способен поглощать до 56 и 36 граммов воды и нефти на 1 грамм полимера соответственно, то модифицированный аэрогель поглощает до 2 и 35 граммов воды и нефти. Материал приобретает избирательную способность к поглощению нефти и нефтепродуктов», – рассказал профессор кафедры технологии высокомолекулярных и волокнистых материалов ВолгГТУ Евгений Брюзгин.
По его словам, разработанные модифицированные аэрогели по сорбционной емкости к нефтепродуктам превосходят известные аналоги на основе синтетических полимеров, неорганических сорбентов или отходов сельскохозяйственного производства.
Модифицированные хитозановые аэрогели сохраняют способность к биоразложению и не требуют дополнительных затрат на утилизацию после использования. Они могут быть использованы в качестве эффективных и экологичных масло- и нефтесорбентов, а также фильтров для разделения водонефтяных эмульсий.
Разработанный способ модификации хитозанового аэрогеля и сорбционный материал запатентованы. Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале.
Направление, в рамках которого проводится исследование, входит в стратегический проект ВолгГТУ в рамках программы «Приоритет-2030». В программе развития вуза заложены четыре стратегических проекта, в том числе «Центр цифровых научно-образовательных проектов и разработок» и «Технологии для промышленного инновационного кластера».
Источник: РИА Новости