Эколог РУДН создал многоразовую «наногубку» для очистки сточных вод

Сброс органических и неорганических отходов в сточные воды — серьезная угроза для окружающей среды и здоровья человека. Более того, комбинированное действие нескольких загрязнителей может оказаться сильнее, чем их суммарный вред. Поэтому необходимы инструменты, которые позволили бы избавляться сразу от нескольких типов вредных веществ. Существующие решения, в основном, направлены на удаление только органических или только неорганических соединений. Эколог РУДН совместно с коллегами из Кореи и Индии создал гибридное соединение на основе графена и хитозана, которое позволяет удалить одновременно неорганические (например, ртуть и медь) и органические (например, метиленовый синий и кристаллический фиолетовый) загрязнители из сточных вод.

«Адсорбенты используют для удаления одного химического вещества или нескольких химических веществ, принадлежащих к одному и тому же химическому классу. Однако в удалении загрязнителей разных классов с помощью адсорбции таких успехов достичь не удалось. Исследователи сталкиваются с низкой скоростью адсорбции и эффективностью удаления. Поэтому необходимо синтезировать новый адсорбент, поскольку в будущем необходима технология адсорбции для удаления из сточных вод загрязняющих веществ нескольких типов», — Винод Кумар, PhD, профессор РУДН.

Экологи создали нанокомпозит на основе оксида графена (плоской модификации графита) и хитозана (полисахарида, который получают из хитина животных и грибов). Химическую активность новому соединению добавляет этилендиаминтетрауксусная кислота (EDTA) — она приносит в состав нанокомпозита функциональные группы, которые и определяют его активность как адсорбента. Структуру и свойства нанокомпозита экологи определили с помощью рентгеновской дифракции, инфракрасной спектроскопии и других методов. Затем экологи экспериментально исследовали адсорбционную активность нанокомпозита.

Один грамм вещества оказался способен впитать до 324 мг ртути, 130 мг меди, 141 мг метиленового синего и 121 мг кристаллического фиолетового. Такую значительную вместимость экологи объяснили тем, что в состав нанокомпозита входит множество функциональных групп. Более того, «наногубку» можно промыть и использовать снова — после семи циклов впитывания и промывания эффективность впитывания снизилась не более чем на 10%.

«Даже в присутствии ионов посторонних металлов ионы целевых металлов успешно адсорбируются. Более того, другие металлы также хорошо удаляются. Адсорбент также остался эффективным одновременно для нескольких ионов металлов и красителей. Созданный нанокомопозит может сохранять свою адсорбционную способность как для неорганических, так и для органических загрязнителей даже после семи циклов адсорбции-десорбции. Все это указывает на то, что он может быть перспективным при очистке сложной смеси сточных вод, содержащих неорганические и органические загрязнители», — Винод Кумар, PhD, профессор РУДН.

Результаты опубликованы в журнале Chemosphere.