|
|
|
Новости - Отрасли ТЭК
Гидрогель из отходов способен очищать воду от 70% вредных металлов24.12.24 06:19
Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Университета Бравиджая (Индонезия) разработали гидрогель на основе пищевых отходов для очистки воды от тяжелых металлов. Для создания нового функционального материала они использовали полисахариды, полученные из фруктов.
Органические гидрогели нетоксичные, недорогие в производстве и обладают хорошими адсорбционными свойствами. Результаты исследований показали, что при обеззараживании воды от тяжелых металлов гидрогель абсорбирует до 70% вредных веществ.
Методы, основанные на адсорбции — концентрировании веществ на поверхности или в объеме микропор твердого тела — считаются наиболее перспективными для очистки воды от загрязнителей. При этом гидрогели являются одними из самых эффективных адсорбентов. Они представляют собой гидрофильные, нерастворимые сшитые полимеры, обладающие высокой способностью к набуханию, благодаря чему могут поглощать большой объем водного раствора внутри своей трехмерной структуры.
В качестве исходного сырья ученые ТПУ использовали бананы, яблоки и апельсины, из которых с помощью метода ультразвуковой экстракции извлекли полисахариды. Полученный экстракт в виде сухого порошка смешали с кросслинкером и получили гидрогель. Он обладает значительной пористостью, высокой способностью к поглощению воды, большой площадью поверхности, а также содержит большое количество активных функциональных групп, таких как амино- и гидроксильные группы, которые увеличивают его адсорбционную способность по отношению ко многим загрязнителям.
«Следующим этапом исследований стали испытания. Для них мы взяли воду с содержанием тяжелых металлов – свинца, кадмия, хрома, мышьяка, ртути и кобальта – разной концентрации (от 50 до 300 миллиграмм). Проверяли способность гидрогеля абсорбировать металлы как по одному, так и в составе раствора. Результаты показали, что вне зависимости от количества вредных веществ и состава воды гидрогель способен очистить жидкость от 70 % металлов. Это позволяет в перспективе использовать их, например, в фильтрах и установках для очистки воды», — рассказывает доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских процессов Антонио Ди Мартино.
Испытания гидрогеля проходили двумя методами. В первом гидрогель просто помещали в загрязненную воду. Для очистки литра воды потребовалось около двух грамм гидрогеля, время, затраченное на адсорбцию, составило один час. Во втором методе гидрогель помещали в колонку, через которую пропускали загрязненную воду. Таким способом можно очистить до 20 миллилитров воды за минуту. Оба метода показали высокую эффективность – при обеззараживании воды от тяжелых металлов гидрогель абсорбировал до 70 % вредных веществ. Использовать одну порцию гидрогеля можно до пяти раз.
«На следующем этапе исследования мы будем изучать способность гидрогелей удалять различные тяжелые металлы из загрязненных вод Томской области и района острова Ява в Индонезии. Для этого будет создана сорбционная колонна на основе гидрогелей, которую мы будем помещать в загрязненную воду. Способность восстанавливать и десорбировать гидрогелем мы будем сравнивать с другими твердыми адсорбентами, которые широко используются на рынке», — отмечает Антонио Ди Мартино.
Проект реализуется при поддержке гранта Минобрнауки РФ на проведения совместных научных исследований российскими вузами и университетами стран Юго-Восточной Азии. Последние результаты работы международного коллектива опубликованы в журнале Clean Technologies.
Источник: пресс-служба Томского политехнического университета
|
|
О проекте
Размещение рекламы на портале
Баннеры и логотипы "Energyland.info" |