Новый материал, "впитывающий" в себя промышленный краситель из сточных вод, разработали ученые БФУ имени И. Канта. Сорбент впитывает 645 миллиграммов красителя на грамм веса и может быть извлечен из воды обычным магнитом. Результаты представлены в Physics of Metals and Metallography.
Органические красители, которые используют в пищевой, текстильной и фармацевтической промышленности, часто медленно и неэффективно разлагаются в окружающей среде, рассказали ученые Балтийского федерального университета (БФУ) имени И. Канта. При этом, по данным мировых экологических организаций, только предприятия текстильной промышленности ежегодно сбрасывают в водоемы от 70 до 200 тысяч тонн красителей. Это сопоставимо с весом нескольких сотен пассажирских самолетов, подчеркнул научный сотрудник лаборатории нано- и микромагнетизма БФУ Виталий Сальников.
"Существующие методы очистки (биологические, химические, адсорбционные) либо дорогие, либо малоэффективные при высоких концентрациях красителей, либо сами порождают вторичные отходы. Активированный уголь, наиболее распространенный промышленный сорбент, поглощает красители со средней эффективностью и требует сложной регенерации или утилизации", — объяснил специалист.
Ученые БФУ имени И. Канта предложили новый материал, который способен вбирать 645 миллиграммов красителя на грамм собственной массы. Высокая емкость (в 10–100 раз выше, чем у аналогов) обусловлена сочетанием свойств трех компонентов, которое исследователи называют синергизмом: результат "команды" оказывается намного выше суммы возможностей каждого "игрока".
"Новый материал состоит из "магнитного" оксида железа, карбоната кальция (природный минерал, похожий на мел, который создает разветвленную пористую поверхность) и специального полимера — полиакриловой кислоты (она скрепляет конструкцию и добавляет дополнительные "ловушки" для молекул красителя). В результате получилось, что сорбент в 10 раз лучше активированного угля и в 129 раз эффективнее чистого карбоната кальция", — рассказал Сальников.
Добавление магнитной компоненты позволяет проще извлекать "напитавшийся" красителем сорбент из воды. По словам авторов работы, стадия разделения — отделения сорбента от очищенной воды — традиционно является одной из наиболее затратных в технологическом цикле. Применение магнитного поля вместо фильтрации или центрифугирования может сократить энергозатраты на этом этапе в разы.
В настоящее время ученые проверили эффективность работы на метиленовом синем — красителе, который применяется для придания шерсти, хлопку или шелку сине-голубого цвета. В будущем ученые планируют исследовать возможности нового материала по выделению из воды других органических красителей.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (грант № 25-72-30009).
Еще больше новостей в телеграм-канале РИА Новости >>