Ученые получили эффективный сорбент тяжелых металлов из микросфер летучих зол
Процессы синтеза материалов на основе микросфер из летучих зол, получаемых от сгорания каменного угля, для производства поглощающих тяжелые металлы промышленных сорбентов исследовали ученые Сибирского федерального университета (СФУ) и Красноярского научного центра СО РАН, 11 марта сообщает пресс-служба СФУ.
Работа выполнена в рамках государственного задания Института химии и химической технологии СО РАН «Развитие научных основ формирования функциональных материалов с заданными свойствами на основе сложных оксидных систем и микросфер энергетических зол».
Сорбенты на основе микросфер из летучих зол перспективны для очистки жидких техногенных отходов от таких тяжелых металлов, как свинец и кадмий, которые содержатся в отходах химико-металлургических производств. Сейчас очистку таких сточных вод часто осуществляют с помощью сорбентов из неорганических соединений, в том числе цеолитов — водных алюмосиликатов кальция и натрия.
Цеолиты за счет ионообменных процессов могут избирательно поглощать катионы металлов. Их достоинством является способность как концентрировать в себе тяжелые металлы, так и способствовать кристаллообразованию таких токсикантов при нагревании.
Руководитель исследования, заведующая кафедрой химии Политехнического института СФУ, доктор химических наук Татьяна Верещагина пояснила, что в настоящее время для извлечения тяжелых металлов из жидких отходов используют активированные угли, углеродные нанотрубки, сульфокатиониты на основе растительного сырья, природный биополимер хитозан, а также цеолиты.
«Выгоднее использовать цеолиты, полученные из дешевого и доступного сырья, например, из летучих зол от сжигания каменного угля. Мы синтезировали монофазные цеолитные материалы, которые способны сорбировать и фиксировать в минералоподобной (кристаллической) форме ионы свинца и кадмия», — указала Татьяна Верещагина.
Изучив процесс синтеза моноцеолитных материалов для их использования в производстве сорбентов, ученые установили, как влияет состав микросфер, получаемых из летучих зол от сжигания угля, на структурный тип цеолита и на эффективность извлечения ионов свинца и кадмия из промышленных отходов.
«Удалось показать, что большинство цеолитных продуктов очень эффективны для очистки промышленных растворов от ионов свинца и кадмия, — продолжила руководитель проекта. «Степень извлечения достигает 99%. Самые лучшие при этом сорбенты — на основе цеолитных фаз гисмондина и анальцима (цеолиты с формулами CaAl₂SiO₈ 4 и Na[AlSi₂O₆] H₂O соответственно)», — уточнила руководитель исследования.
Достоинством разработанной технологии сорбции является перевод цеолитов с извлеченными токсикантами в устойчивую минералоподобную форму, которая предотвращает распространение тяжелых металлов в окружающей среде.
