В рамках исследования Алла Смоляниченко подготовила лабораторный образец серебросодержащего материала на основе отходов АПК, изучила его физико-химические свойства, получила микрофотографию поверхности частиц посредством электронной микроскопии, определила сорбционные характеристики и оценила бактерицидные свойства полученного образца.
Согласно результатам анализов, серебросодержащий сорбент, описываемый как мезопористый углеродный материал, обладает каталитическими и бактерицидными свойствами и может использоваться для обеззараживания природных и сточных вод. Кроме того, были замерены показатели по общему микробному числу и общим колиформным бактериям (бактерии группы кишечной палочки). В первом случае эффективность обработки достигла – 90,48%, во втором – 100%, при этом требуемый порог был в пределах нормы.
– Чтобы из рисовой соломы получить сорбент, нужно ее измельчить, промыть водой, подвергнуть обработке в растворе щелочи NaOH, после чего промыть снова до нормального уровня pH, смешать с раствором нитрата серебра AgNO3, обработать в установке активации процессов в течение двух минут, просушить и прокалить в муфельной печи в течение получаса, – пояснила Алла Смоляниченко.
Во время исследования для подготовки исходного биоугля использовались муфельная печь (карбонизация при температуре 600 ºС) и сушильный шкаф. Для импрегнирования (глубокой пропитки) металлического серебра на поверхность частиц сорбента применялась установка активации процессов, во время работы которой возникают такие физико-химические эффекты, как магнитострикция, кавитация, акустические и электрофизические явления.
– Акустический эффект имеет достаточно широкий частотный диапазон звуковых волн ввиду сложного механизма электромагнитных взаимодействий, и причиной его возникновения является магнитострикция. Однако с точки зрения воздействия на обрабатываемый материал, наибольший интерес представляет акустическое излучение ультразвукового диапазона, – пояснила Алла Смоляниченко.
Темой модифицирования сорбентов на основе отходов АПК ученый занимается в течение трех лет.
Исследование проводилось в рамках гранта Фонда содействия инновациям по программе СТАРТ-1. Договор № 3969ГС1/65626 от 03.01.2021 НИОКР «Разработка опытных образцов сорбционного материала из модифицированного биоугля рисовой соломы и рисовой шелухи для очистки вод».
Справка: биоуголь – это уголь, созданный в процессе карбонизации биомассы, отличается от древесного угля тем, что его в основном применяют не в качестве топлива, а для улучшения почв в сельскохозяйственном обороте.
Сорбционный материал – материал, на поверхности или в объеме пор которого происходит концентрирование поглощаемого вещества.
Мезопористый материал – пористый материал, структура которого характеризуется наличием полостей или каналов с диаметром в интервале 2–50 нм.
Каталитические свойства – ускорение одного из возможных термодинамически разрешенных направлений химической реакции под действием катализатора.
Магнитострикция – свойство магнитных материалов изменять свою форму или размеры в процессе намагничивания.