Автор AZoNano 23 апреля 2021 г.

Ученые НИТУ «МИСиС» вместе с индийскими коллегами из Джайнского университета и колледжа Шри Дхармастхала Манджунатешвара представили инновационные мембраны для полного удаления тяжелых металлов из промышленных сточных вод.

Специальная наноструктура оксида алюминия, модифицированного цинком, позволила удалить мышьяк и свинец из воды с эффективностью 87% и 98% соответственно. Результаты работы опубликованы в журнале Chemosphere .

Индустриализация является основной причиной загрязнения воды из-за попадания промышленных отходов. В частности, тяжелые металлы – мышьяк, свинец и кадмий – могут вызывать нарушения обмена веществ и многочисленные критические воздействия на организм, что делает их чрезвычайно токсичными для окружающей среды.

Одним из наиболее перспективных методов очистки и удаления из воды ионов тяжелых металлов является «Мембранная технология». Он действует как эффективный барьер («фильтр») и относительно прост в изготовлении. В то же время у него есть некоторые серьезные ограничения, такие как высокое потребление энергии, короткий срок службы мембраны, низкая производительность и селективность.

Задача ученых – сделать мембранную технологию более универсальным и коммерчески доступным методом очистки сточных вод. Международная группа исследователей из России и Индии предложила решение проблемы путем синтеза мембран нового типа – особенно пористых наночастиц оксида алюминия, легированного цинком.

«Наночастицы, которые мы получили методом сжигания раствора, имеют очень большую площадь поверхности (261,44 м ² / г) при размере 50 нанометров. Изображения в поперечном сечении наночастиц, полученные с использованием Сканирующая электронная микроскопия показала пальцеобразную морфологию и пористую природу мембран », – сказал Вигнеш Наяк, соавтор работы, постдок НИТУ« МИСиС ».

По словам ученых, синтезированные мембраны показали повышенную гидрофильность (смачиваемость), поверхностный заряд и «сверхпористость», что позволило удалить мышьяк и свинец из водного раствора с эффективностью 87% и 98% соответственно.

Вторым важным преимуществом полученных мембран являются противообрастающие свойства. Это означает, что материал устойчив к загрязнению водными микроорганизмами, которые выводят из строя устройства, которые долгое время находились в водной среде.

Исследование защиты от обрастания, проведенное разработчиками при различных давлениях с питательным раствором, содержащим бычий сывороточный альбумин, показало извлечение 98,4% и возможность повторного использования мембран до трех непрерывных циклов.

В будущем полученные мембраны могут быть использованы для эффективной очистки промышленных стоков, а также на крупных городских водоочистных сооружениях. В настоящее время группа завершает лабораторные испытания полученных образцов.

Источник: http://en.misis.ru/