Эффективный и нетоксичный: российские учёные разработали новый фотокатализатор для очистки сточных вод

Учёные из Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) разработали новый фотокатализатор для очистки водоёмов и промышленных стоков от загрязняющих примесей. Новый катализатор показал хорошую эффективность даже в низких концентрациях, кроме того, он не токсичен. Результаты исследования опубликованы в сборнике Всероссийской научно-практической конференции «Современные материалы и методы решения экологических проблем постиндустриальной агломерации». Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках программы «Приоритет 2030». Об этом RT сообщили в пресс-службе ведомства.

Как отмечают авторы исследования, использование для очистки воды от фенола, красителей и других промышленных загрязнителей стандартных реагентов порой приводит к вторичному загрязнению окружающей среды — многие из таких соединений сами обладают токсичностью. К примеру, гипохлорит натрия, используемый против промышленных щелочных загрязнений, без соблюдения инструкции может вызвать химические ожоги.

Поэтому во всём мире ведётся разработка средств очистки другого типа — фотокатализаторов. Такие соединения под воздействием ультрафиолета разлагают загрязняющие соединения и тем самым очищают воду. Авторы новой работы предложили использовать в этом качестве вещество политриазинимид — соединение углерода и азота.

В чистом виде политриазинимид представляет собой бледно-жёлтый порошок, состоящий из мельчайших частиц размером примерно 1,5 микрометра. В таком виде он неудобен для транспортировки и обратной фильтровки после очистки. Поэтому для его применения исследователи разработали гранулы на основе силикагеля. Это гель на основе кремниевых кислот — в быту используется, например, для наполнителей кошачьих туалетов или в виде гранул от запаха в пакетиках для обуви.

Экспериментальным способом была найдено оптимальное сочетание этих компонентов: 200 мг политриазинимида и 35 мл силикагеля. После этого получаются гранулы размером 1,5 мм, готовые к применению. Учёные проверили фотокаталитическую активность полученных гранул на хорошо известном химикам красителе — метиловом оранжевом.

Различные пропорции силикагеля и политриазинимида показали различную эффективность в очистке, но нигде она не была нулевой: самые неудачные варианты всё равно очищали воду хотя бы на 30%. Авторам работы удалось подобрать такую пропорцию, при которой загрязнённая вода становилась полностью прозрачной и очищалась на 100%.

По словам разработчиков, сейчас они испытывают установки с фотокатализатором на индустриальных предприятиях, на производственных водах, загрязнённых органическими соединениями.