Ученые УрФУ и Египта создали адсорбент с эффективностью 99,14%
Адсорбент для очистки сточных вод от широко применяемого в различных отраслях промышленности красителя метиленовый синий синтезировали совместно с коллегами из Египта ученые Уральского федерального университета (УрФУ), 11 августа сообщает пресс-служба вуза.
Как показали испытания, адсорбент нейтрализует до 99,14% промышленного красителя, превышая эффективность большинства аналогов, которая в лучшем случае составляет 90%.
Новый адсорбент экологичен и экономичен, поскольку его основу составляет целлюлоза. Эти достоинства, наряду с высокой эффективностью адсорбента, делают его привлекательным для осуществления глобальных проектов, например, для очистки рек.
Научный сотрудник лаборатории функциональных наноматериалов и наноустройств УрФУ Исмаил Хоссейн пояснил выбор материала для основы адсорбента:
«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 — 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».
Результаты исследования нового адсорбента авторы разработки представили в статье «Композит из ацетата целлюлозы и активированного угля, модифицированный EDTA (rC/AC-EDTA) для эффективного удаления красителя метиленового синего», опубликованной в Scientific Reports.
Красителем метиленовый синий окрашивают в ярко-голубой цвет хлопок, шерсть и шелк. Его используют на заводах по изготовлению текстиля, бумаги, резины, пластмассы, фотопродукции, а в медицине метиленовый синий применяется, например, при лечении инфекций мочеполовых путей.
Такое широкое применение красителя приводит к тому, что он часто попадает в сточные воды, создавая риски для сельского хозяйства, рыболовства и здоровья человека.
Потребление загрязненной воды может привести к аллергическим реакциям, нервным расстройствам и нарушению сна. Вредные вещества, находящиеся в воде, в отдельных случаях могут приводить к развитию раковых заболеваний. Всё это подчеркивает актуальность разработки екатеринбургских ученых.
«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», — отметил Исмаил Хоссейн.
Испытания показали, что при применении нового адсорбента процент удаления вредных веществ достигает 99,14%, а максимальный процент удаления красителя из водной среды достигается за 180 минут.
Кроме целлюлозного нановолокна, составляющего основу адсорбента, к нему с помощью электроспининга добавлены активированный уголь, оксид графена и углеродные нанотрубки, обладающие высокой адсорбционной способностью. Добавки увеличивают эффективность поглощения вредных красителей получаемого в результате синтеза нановолокна.
Исследователи намерены продолжить работу и модифицировать адсорбент с целью увеличения скорости очищения и расширения перечня вредных веществ, которые адсорбент будет эффективно удалять.
