Ученые ЮУрГУ предложили реактор для очистки воды от текстильного красителя
Проточный электрохимический реактор для очистки воды от красителя для тканей Reactive Black 5 разработали и испытали сотрудники НОЦ «Нанотехнологии» Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) совместно с коллегами из сербского Белградского университета, 16 июля сообщает пресс-служба ЮурГУ.
Краситель Reactive Black 5 хорошо закрепляется на волокнах, поэтому широко применяется в промышленности. Однако в сточных водах это его достоинство является проблемой. Данный краситель долго сохраняется в окружающей среде. Окрашивая воду в темный цвет, он мешает проникновению света и может навредить водным организмам.
Очистку воды от красителей выполняют различными фильтрами, в том числе использующими мембранные технологии, сорбентами, озоном и с помощью других подходов. При этом многие из этих методов имеют определенные ограничения. Для них нужны, например, расходные материал или требуется сложное обслуживание оборудования, или нужны высокие энергозатраты, или необходима последующая утилизация отходов очистки.
Подход, который предложили специалисты из ЮурГУ и Белградского университета, основан на очистке воды с помощью электрического тока. В реакторе, через который пропускают загрязненную воду, на поверхности специального электрода образуются активные частицы, разрушающие молекулы красителя.
Молодой ученый ЮУрГУ Владислав Фадеев пояснил: «Главное отличие разработки — проточный формат. Вода не просто находится в лабораторной емкости, а движется через реактор. Это делает систему ближе к реальным условиям очистки промышленных стоков».
Электрод для такого реактора состоит из нескольких слоев, один из которых дополнительно был модифицирован редкоземельным элементом гольмием (Ho). Это повысило эффективность очистки и позволило сохранять активность электрода для повторного использования.
Лабораторные испытания реактора продемонстрировали, что раствор красителя Reactive Black 5 полностью потерял окраску за 90 минут, а 15 повторных циклов очистки практически не повлияли на эффективность системы.
Предложенная технология очистки может стать основой для создания компактных установок очистки воды от стойких органических загрязнителей. Разработчикам же предстоит следующий этап испытаний проточного электрохимического реактора на реальных сточных водах и оптимизация его конструкции по полученным результатам.
Подробности исследования реактора были представлены в статье «Структурная трансформация анода PbO₂, легированного Ho, при адаптации к проточному режиму для удаления красителя» (Structural Transformation of Ho-Doped PbO₂ Anode Upon Flow Adaptation for Dye Removal), опубликованной в Korean Journal of Chemical Engineering издательства Springer Nature.
