Способ очистки сточных вод от красителей с помощью солнечного света и графена разработали ученые ЮФУ совместно с коллегами из Ирана. По их словам, методика отличается низкими затратами и не требует специального оборудования. Результаты опубликованы в журнале Nanomaterials.
Одни из главных химических "загрязнителей" водоемов, как рассказали ученые, — полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), применяемые в качестве промышленных красителей. Ежегодно в мире производится около 450 тысяч тонн таких красителей. Вещества этого типа часто токсичны и способны провоцировать рак и мутации.
Для очистки сточных вод в промышленных масштабах, как объяснили специалисты, в последние годы многие научные группы пытаются использовать энергию солнечного света. Преимущества такого подхода — дешевизна и легкодоступность.
Коллектив ученых Южного федерального университета (ЮФУ) совместно с коллегами из Ирана разработал новый экономный высокоэффективный способ очистки вод от красителей. В его основе — графеновые нанокатализаторы, активируемые солнечным светом.
"Наш метод очистки не уступает по эффективности разложения устойчивых загрязнителей применяемому сегодня диоксиду титана и способен нейтрализовать более 90 процентов объема некоторых текстильных красителей. При этом созданная нами технология производства графеновых нанолистов проста, дешева и полностью экологична", — рассказал ведущий научный сотрудник Академии биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского ЮФУ Махмуд Мазарджи.
По его словам, под действием видимого солнечного света наночастицы графена образуют окислительные радикалы, которые связывают молекулы вредных химикатов. В результате этой реакции концентрированные загрязнители превращаются в относительно безвредный углекислый газ и воду.
Предложенный процесс очистки рассчитан на внедрение в уже существующую инфраструктуру, подчеркнули авторы разработки. Новый нанокатализатор, по их словам, предполагает многократное использование и повторную переработку, благодаря чему может быть задействован, например, в ходе третичной очистки на городских очистных сооружениях.
"Сегодня уже существуют производства, ориентированные на создание графеновых материалов в огромных объемах. Поэтому мы надеемся, что наша разработка в ближайшем будущем найдет применение на практике", — отметил Мазарджи.
Технология создания нанокатализаторов, предложенная в ЮФУ, предполагает, по словам ученых, окисление графита с последующей гидротермальной редукцией и кальцинацией в азотной атмосфере.
Работы проводились совместно с учеными Института науки и технологии цвета и Тегеранского университета (Иран). Исследования осуществляются в рамках гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации № 075-15-2021-1363.
В дальнейшем научный коллектив намерен разработать методику очистки с помощью графена почв, загрязненных ПАУ.