В Уральском федеральном университете синтезировали эффективный адсорбент на основе целлюлозного нановолокна
Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) совместно с коллегами из Египта синтезировали адсорбент для очистки сточных вод от метиленового синего красителя.
Эффективность адсорбента доказали в ходе испытаний – с его помощью нейтрализуется до 99,14% промышленного красителя. Это крайне высокий показатель, так как эффективность большинства аналогов составляет в лучшем случае 90%.
Статья с результатами исследования опубликована в Scientific Reports.
«Наша разработка может быть полезна для использования на очистных сооружениях для снижения загрязнения сточных вод. Это предотвратит негативные последствия для окружающей среды и окажет благотворное влияние на здоровье живых организмов. В отличие от аналогов наш адсорбент безопасен для экологии, эффективен и имеет небольшую себестоимость. В ходе испытаний максимальный процент удаления вредных веществ достиг 99,14%. В перспективе это позволит использовать наш адсорбент для осуществления глобальных проектов, например, очистки крупных водоемов от промышленного красителя»,— поясняет научный сотрудник лаборатории функциональных наноматериалов и наноустройств УрФУ Исмаил Хоссейн.
Метиленовый синий краситель используется для окраски хлопка, шерсти, шелка в ярко-голубой цвет. Он также применяется на предприятиях по производству текстиля, бумаги, резины, пластмассы. Даже в медицине он пользуется большим спросом, к примеру, его применяют при лечении инфекций мочеполовых путей. Из-за такого широкого спектра применения этот краситель часто попадает в сточные воды.
В основе адсорбента лежит целлюлозное нановолокно - безопасный материал, который является пригодным для переработки. Среди других компонентов - активированный уголь, оксид графена и углеродные нанотрубки. Эти вещества обладают высокой адсорбционной способностью и увеличивают эффективность поглощения вредных красителей. Соединить вместе эти вещества и превратить их в полимер ученые смогли с помощью электроспининга - простой, экологичной и недорогой технологии для производства нановолокна.
«Недавние исследования подтвердили использование целлюлозы в качестве натурального адсорбентного материала. Целлюлоза является естественным полисахаридом, включает в себя большое количество глюкозы. Это наделяет ее привлекательными свойствами, среди которых - возобновляемость, нетоксичность, биоразлагаемость, большая способность к поглощению красителя. Кроме того, этот материал широко распространен. Целлюлоза — составная часть многих растений, например, хлопка, льна, древесины. Из них можно легко извлекать целлюлозу и использовать для создания адсорбента», - комментирует Исмаил Хоссейн.
По словам ученых, максимальный процент удаления красителя из водной среды достигается за 180 минут. В будущем исследователи планируют продолжить работу в этом направлении и модифицировать адсорбент. В частности, планируется ускорить процесс очищения, а также расширить перечень вредных веществ, доступных для удаления.
Cергей Лукьянченко
Фото: rpn.gov.ru
