Из-за быстрого истощения водных ресурсов мир с нетерпением ожидает устойчивой альтернативы для очистки от вредных загрязнителей, таких как тяжелые металлы, а также органические и газообразные загрязнители. Ученые из России, куда вошли специалисты ТюмГУ, и Индии утверждают, что в качестве универсального решения для решения глобальной проблемы загрязнения окружающей среды можно использовать нанопористые углеродные материалы.
Нанопористые углеродные материалы (НУМ) — это материалы, содержащие поры, размеры которых находятся в нанодиапазоне (~1-100 нм). Они широко применяются в качестве адсорбентов для многих токсичных примесей и загрязнителей окружающей среды.
В статье исследователей представлен подробный обзор роли различных факторов синтеза в пористых характеристиках углеродных материалов, активирующих агентов, соотношении реагент-прекурсор (реагент — исходное вещество, участвующее в химической реакции; прекурсор — любой химический реагент, участвующий в любой стадии производства токсичного химиката) и их возможном применении в восстановительных работах.
Полученные данные показали, что синтетические параметры приводят к образованию микропористых нанопористых углеродных материалов. Кроме того, было замечено, что узкое распределение пор по размерам (0,5–2,0 нм) дает отличные результаты при очистке от вредных загрязнителей.
Также ученые сравнивали химические активаторы, такие как гидроксид натрия, гидроксид калия, цинк и фосфорная кислота, в результате чего заметили, что активирующие агенты гидроксида калия, фосфорной кислоты и цинка и должны быть использованы и играют значительную роль в возможном крупномасштабном производстве и коммерциализации НУМ.
Таким образом, можно предположить, что при хорошо спланированной стратегии синтеза НУМ с «настроенной» пористостью под конкретное применение, в частности, микропористостью для аккумулирования и адсорбции газов таких газов как углеводород, метан и водород микромезопористостью и мезопористостью для высокой адсорбционной способности по отношению к ионам металлов и к широкому спектру красителей соответственно, что позволяет их использовать для очистки водоемов от органических загрязнителей, то есть осуществить комплексную очистку водоемов.
Схематическое представление нанопористых углеродных материалов от синтеза до применения для очистки от токсичных примесей и загрязнителей окружающей среды. Статья ученых Тюменского государственного университета, Тамбовского государственного технического университета и Индии Анастасии Меметовой, Индердджита Тьяги, Липи Сингха, Рамы Рао Кари, Сухаса Тьяги, Каомуда Тьяги, Викаса Кумара, Наримана Меметова, Андрея Зеленина, Алексея Ткачева, Владимира Богословского, Гульнары Шигабаевой, Евгения Галунина, Набисаба Муджавар Мубарака и Шилпи Агарвала «Нанопористые углеродные материалы как устойчивая альтернатива очистке от токсичных примесей и загрязнителей окружающей среды: обзор» вышла в журнале «Наука об окружающей среде в целом».