Ученые НИТУ МИСИС значительно повысили эффективность разработанного ранее фильтра для очистки воды от антибиотиков
Исследователи НИТУ МИСИС разработали многоразовый сорбент, который с эффективностью более 90% удаляет из сточных вод остатки фармацевтических препаратов, с которыми не справляются традиционные промышленные фильтры, сообщил пресс-служба университета.
В последние годы увеличилось производство и использование антибиотиков как в сельском хозяйстве, так и в медицине, особенно после пандемии COVID-19. 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.
«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 по адсорбции нескольких видов антибиотиков, превосходя активированный уголь и цеолиты. Спрессованные в таблетку образцы рассчитаны на многоразовое применение, они дешевле и могут быть использованы в качестве домашних фильтров», — отметила кандидат технических наук 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. Следующим шагом стало значительное увеличили поглотительной способности фильтра за счет модифицирования его поверхности с помощью безопасного полимера метилакрилат.
Улучшенные образцы не только физически адсорбируют антибиотики, но и химически присоединяют молекулы загрязнителей. Это подтверждено на примере тетрациклина, который удаляется физически, и линезолида, где основную роль играют химические взаимодействия. Кроме того, исследователи разработали метод регенерации сорбента, обеспечивающий его эффективное повторное использование.
Подробности исследования описаны в научном журнале Journal of Water Process Engineering (Q1).
«Емкость новых таблеток увеличилась практически в два раза, и их можно использовать многократно. При этом производство таких таблетированных сорбентов не требует дорогостоящих вложений», - подчеркнула кандидат физико-математических наук 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 ученые 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).
Фото: misis.ru
