Новый адсорбент прост в использовании и не опасен для здоровья. Он состоит из порошка семян папайи и наночастиц оксида железа. Семена папайи эффективно удаляют красящий элемент из сточных вод, а железо ускоряет процесс отделения сорбента от очищенной воды. В итоге адсорбент удаляет из воды более 90% красителя «Конго красный».
«Сорбент можно очистить и использовать повторно примерно пять раз. Порошок можно промыть от сорбированных частиц водным раствором поваренной соли или, что более эффективно, водным раствором щелочи. При промывании щелочью сорбционная способность материала восстанавливается до более чем 90%. Только на последнем цикле промывания наблюдается падение сорбирующей способности до 84%», — поясняет соавтор исследования, ведущий научный сотрудник лаборатории органического синтеза инновационного центра химико-фармацевтических технологий УрФУ, ведущий научный сотрудник института органических соединений УрО РАН Григорий Зырянов.
Для исследования полученного адсорбента химики использовали различные методы, в том числе сканирующую электронную микроскопию и рентгеновскую спектроскопию. В результате экспериментов ученые определили оптимальные условия, в которых сорбент показал максимальную эффективность очищения воды.
«Наилучшим образом сорбент работает при температурах от комнатной до +60 ℃. Более высокая температура запустит обратный процесс десорбции, а в холодной воде процесс будет протекать медленнее. Также необходим определенный уровень кислотности воды для увеличения интенсивности электростатических взаимодействий молекул красителя и фрагментов, находящихся в составе семян папайи. Время контакта тоже играет роль: максимальная эффективность очистки достигается при нахождении сорбента в воде не менее двух часов», — рассказывает Григорий Зырянов.
На следующем этапе работы химики проверят эффективность сорбента по отношению к другим красителям.
Ученые отмечают: проблема утилизации красителей в текстильной, кожевенной и красильной промышленности актуальна. Красители оказывают опасное воздействие на здоровье человека и окружающую среду. В воде они не разлагаются, но, попадая в организм человека, вызывают аллергические реакции, нарушение сна, нервные расстройства. Кроме того, накапливаясь, они могут стать причиной респираторных и даже раковых заболеваний.
Отметим, часть работ выполнена при поддержке грантов Российского научного фонда (проект № 18-13-00365) и Совета по грантам Президента Российской Федерации.
