В последние годы, особенно после пандемии COVID-19, увеличилось производство и использование антибиотиков как в сельском хозяйстве, так и в медицине. В сточных водах вырос уровень фармацевтических отходов, с которыми традиционные фильтры не справляются.
Наиболее эффективным и экономичным методом очистки воды считается адсорбция, процесс, при котором молекулы «прилипают» к поверхности адсорбента.
Исследователи Университета МИСИС разработали многоразовый сорбент, который с эффективностью более 90% удаляет из сточных вод остатки фармацевтических препаратов, с которыми не справляются традиционные промышленные фильтры. Изобретение может быть полезно не только на водоочистных сооружениях, но теперь и в домашних условиях - ученые спрессовали сорбент в форме таблетки для удобства использования в бытовом фильтре
«Существующие химические и физические методы очистки давно изучены и хороши против типичных загрязнений воды, но они не были рассчитаны на фильтрацию антибиотиков. Новые разрабатываемые сорбенты не всегда дешевы, порой несовместимы с существующими системами очистки и зачастую нуждаются в утилизации после использования. Созданные нами наноматериалы на основе нитрида бора и полимера показали отличные характеристики. Спрессованные в таблетку образцы рассчитаны на многоразовое применение, они дешевле и могут быть использованы в качестве домашних фильтров», — отметила к.т.н Кристина Котякова, научный сотрудник научно-исследовательского центра «Неорганические наноматериалы» НИТУ МИСИС.
Ранее учеными НИТУ МИСИС был предложен порошковый сорбент для очистки воды на основе наночастиц нитрида бора. Сейчас исследователи значительно увеличили поглотительную способность фильтра, модифицировав его. Подробности исследования описаны в научном журнале Journal of Water Process Engineering (Q1).
«Ёмкость новых таблеток увеличилась практически в два раза, и их можно использовать многократно. При этом производство таких таблетированных сорбентов не требует дорогостоящих вложений», — подчеркнула к.ф.м.н. Любовь Антипина, старший научный сотрудник лаборатории цифрового материаловедения НИТУ МИСИС.
Сейчас ученые проводят дополнительные исследования экологической безопасности и стойкости фильтр-таблеток к длительному воздействию загрязненных вод, а также изучают разложение антибиотиков на поверхности сорбента, чтобы минимизировать затраты на его использование.
В дальнейшем исследователи планируют расширить применимость данного сорбента на другие органические загрязняющие вещества, такие, как продукты нефтепереработки, тяжелые металлы и др.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 21-79-10411).