В РХТУ им. Менделеева нашли способ очистить сточные воды от токсичных углеродных наноматериалов. В его основе – метод электрофлотации: при подаче тока образуются пузырьки водорода и кислорода, которые захватывают загрязняющие частицы и извлекают их на поверхность сточных вод. Результаты исследования опубликованы в журнале Separation and Purification Technology.
Углеродные наноматериалы используются в медицине и генной инженерии, при производстве сверхпрочного композитного пластика, микроэлектроники и других сферах. Благодаря своему составу они имеют уникальные свойства, в том числе сверхвысокую электронную проводимость и прочность. Но для получения углеродных наноматериалов часто применяют катализаторы на основе кобальта, молибдена, никеля и других металлов, примеси которых попадают в сточные воды. Все это приводит к образованию жидких техногенных отходов. В итоге опасные и токсичные вещества загрязняют сточные воды, могут с легкостью проникать в живые организмы и причинять им непоправимый ущерб.
К ученым РХТУ им. Менделеева обратилась научно-исследовательская компания «Глобал СО». Сейчас на предприятии начали производить продукцию с использованием углеродных наноматериалов. «Они попросили нас разработать технологию, которая бы полностью очищала сточные воды от токсичных веществ», – рассказывает сотрудница кафедры технологии неорганических веществ и электрохимических процессов Менделеевского университета Алёна Милютина. До этого на предприятии использовали фильтрационные методы, но технология очень дорогая: частицы наноматериалов «забивают» поры и приходится часто менять фильтры. Другой метод – сепарация, или отстаивание, – занимает более шести часов, что тоже невыгодно производству.
«Мы решили попробовать метод электрофлотации, основанный на электролизе воды. Пузырьки водорода и кислорода, которые образуются при подаче тока, захватывают загрязняющие частицы и извлекают их на поверхность сточных вод, где их уже можно легко убрать», – отметила сотрудница кафедры. Таким образом, ученые Менделеевского университета предложили технологию, которая ускоряет и улучшает процесс извлечения углеродных наноматериалов из сточных вод. Метод давно используется на кафедре, но чаще для извлечения ионов металлов и органических веществ. До этого электрофлотацию углеродных наноматериалов никогда не проводили.
«Моя работа заключалась в подборе определенных условий для извлечения нашим методом углеродных наноматериалов, – рассказала Алена. – Я провела исследования для растворов в присутствии различных типов поверхностно-активных веществ: анионный, катионный, неионогенный. Для каждого из них были найдены условия, которые лучше всего извлекают частицы». Методику уже с успехом опробовали на производстве.
Сейчас на кафедре разрабатывают способ очистки вод от активированного угля. Он не так токсичен, как углеродные наноматериалы, но имеет больший оборот в производстве. «Активированный уголь – очень хороший адсорбент. Адсорбция органики и ионов металлов переводит активированный уголь в более высокий класс опасности. Так что мы сейчас думаем, как извлечь из сточных вод еще и активированный уголь», – поделилась планами Алёна.
