Ученые Академии биологии и биотехнологии им. Д. И. Ивановского ЮФУ совместно с коллегами из Ирана разработали способ очистки сточных вод от красителей с помощью солнечного света и графена. Новая методика отличается низкими затратами и не требует специального оборудования.
Одними из главных вредителей, которые загрязняют водоемы, являются полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Это устойчивые органические загрязнители с ярко выраженными канцерогенными характеристиками, которые часто применяют в качестве промышленных красителей. Масштабы мирового производства таких красителей доходят до 450 тысяч тонн в год. Это вызывает опасения у экспертов, учитывая, что вещества данного типа часто токсичны и способны провоцировать рак и мутации.
По словам ученых АБиБ ЮФУ, для очистки сточных вод в промышленных масштабах в последние годы многие специалисты прибегают к использованию энергии солнечного света. Преимущества такого подхода – дешевизна и легкодоступность.
Научный коллектив Южного федерального университета (ЮФУ) совместно с коллегами из Института науки и технологии цвета и Тегеранского университета (Иран) разработал новый способ очистки вод от красителей, отличающийся своей высокоэффективностью и экономностью. В его основе – графеновые нанокатализаторы, активируемые солнечным светом.
«Наш метод очистки не уступает по эффективности разложения устойчивых загрязнителей применяемому сегодня диоксиду титана и способен нейтрализовать более 90% объема некоторых текстильных красителей. При этом созданная нами технология производства графеновых нанолистов проста, дешева и полностью экологична», — рассказал ведущий научный сотрудник Академии биологии и биотехнологии им. Д. И. Ивановского ЮФУ Махмуд Мазарджи.
Ведущий научный сотрудник Академии биологии и биотехнологии им. Д. И. Ивановского ЮФУ Махмуд Мазарджи. Фото: ЮФУ.
Специалист объяснил, что под действием солнечного света наночастицы графена образуют окислительные радикалы, которые связывают молекулы вредных химикатов. В результате этой реакции концентрированные загрязнители превращаются в относительно безвредный углекислый газ и воду.
Новый способ очистки рассчитан на внедрение в уже существующую инфраструктуру. Технология создания нанокатализаторов предполагает окисление графита с последующей гидротермальной редукцией и кальцинацией в азотной атмосфере. Нанокатализатор можно будет использовать многократно и отправлять на повторную переработку, благодаря чему может быть задействован, например, в ходе третичной очистки на городских очистных сооружениях.
«Сегодня уже существуют производства, ориентированные на создание графеновых материалов в огромных объемах. Поэтому мы надеемся, что наша разработка в ближайшем будущем найдет применение на практике», — отметил Мазарджи.
Исследование, опубликованное в журнале Nanomaterials, проводилось в рамках гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации № 075-15-2021-1363. В дальнейшем ученые планируют разработать подобную методику для очистки почв, загрязненных ПАУ.
Источник: ЮФУ.
