Специалисты Университета науки и технологий Шэньси представили технологию производства биоугольных адсорбентов из отходов переработки апельсинов. Полученный материал предназначен для очистки промышленных сточных вод от метиленового синего – одного из наиболее стойких синтетических красителей. Описание метода и результаты лабораторных испытаний опубликованы в научном издании Biochar X.
Традиционные системы фильтрации часто оказываются малоэффективными против синтетических пигментов из–за их сложной молекулярной структуры и высокой растворимости. Накопление таких соединений в открытых водоемах создает долгосрочные риски для водных экосистем и продовольственной безопасности. Предложенное решение предполагает термическое разложение (пиролиз) апельсиновой цедры при температуре 500 градусов Цельсия с одновременной химической активацией солями железа и цинка.
В ходе исследования выяснилось, что двойная модификация позволяет радикально изменить структуру биоугля. Удельная площадь поверхности материала увеличилась в 16,1 раза, а общий объем пор – в 5,7 раза по сравнению с необработанным сырьем. Такая архитектура обеспечивает быстрый захват молекул загрязнителя. В стандартных условиях адсорбент поглощает до 194,5 мг вещества на грамм массы, удаляя почти 97% красителя в течение часа.
Авторы работы подчеркивают устойчивость материала к многократному циклу эксплуатации. После семи этапов регенерации фильтр сохраняет способность удерживать более 100 мг красителя на грамм. При этом адсорбент остается эффективным в широком диапазоне кислотности среды, что критически важно для реальных условий эксплуатации на производстве, где уровень pH стоков может значительно колебаться.
Помимо экологического эффекта, технология способствует развитию циркулярной экономики, превращая доступные сельскохозяйственные отходы в функциональный промышленный продукт. Ученые планируют продолжить работу над масштабированием процесса и оценкой эффективности фильтров при очистке сложных многокомпонентных стоков химических и текстильных предприятий.