Ученые МИФИ кратно увеличили эффективность сорбента для очистки сточных вод
Способ многократного повышения адсорбирующих свойств природного минерала клиноптилолита, используемого для очистки промышленных стоков, в том числе радиоактивных, разработали в Нововоронежском политехническом институте Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (НИЯУ МИФИ), 3 июня об этом сообщила пресс-служба НИЯУ МИФИ.
Клиноптилолит представляет собой природный минерал со сложной химической структурой, относящийся к классу «каркасных алюмосиликатов» и обладающий уникальными химическими и физическими свойствами, которые обеспечивают ему самое широкое применение.
Из него изготавливают удобрение, кормовые добавки для сельскохозяйственных животных, наполнители для кошачьих туалетов, но наиболее важное его применение — адсорбент для промышленных стоков, способный удалять из них тяжелые металлы, радионуклиды и другие загрязнения.
В России существует более десятка месторождений, где добывают клиноптилолит. При этом около 70% объемов этого минерала приходится на Забайкальский край.
Исследование, направленное на увеличение адсорбирующих свойств клиноптилолита, провела старший преподаватель Нововоронежского политехнического института НИЯУ МИФИ, кандидат химических наук Светлана Васильева. В результате проделанных экспериментов ею был разработан способ, как с помощью кислоты можно в несколько раз увеличить адсорбирующие свойства клиноптилолита.
Так как способность минерала поглощать примеси из воды напрямую зависит от пористости его структуры, то перед исследовательницей стояла задача увеличить объем имеющихся в породе пор. Для этого она решила использовать соляную кислоту.
После того как было установлено, что кислота действительно повышает абсорбционную способность минерала, нужно было определить, при какой концентрации кислоты в воздействующем на минерал растворе абсорбция будет максимальной.
Опытным путем было установлено, что оптимальной концентрацией соляной кислоты в водном растворе является 4 моля кислоты на литр. В этом случае объем микропор (диаметром до 2 нанометров) после обработки таким раствором кислоты увеличивается в 16 раз, а объем мезопор (диаметром от 2 до 50 нанометров) — в два раза. При более низкой концентрации кислоты пористость увеличивается в меньшей степени, а при более высокой поры начинают разрушаться.
Кроме того, обработка клиноптилолита кислотой более чем в два раза повышает его гидрофобность, из-за чего он начинает «всасывать» из воды не только радионуклиды и тяжелые металлы, но и некоторые биоактивные вещества, чего не происходило до обработки, например, может адсорбировать масла, жиры и витамины.
Светлана Васильева надеется, что ее исследования лягут в основу разработки промышленной технологии производства более эффективных сорбентов для очистки промышленных стоков на основе клиноптилолита.
