Исследователи разработали новый сорбент на основе древесных опилок, который эффективно очищает промышленные сточные воды от красителей и других загрязнителей. Материал, получивший название MAHC, успешно прошел испытания на стоках картофелеперерабатывающего завода.
Статья опубликована в журнале Sustainable Carbon Materials. Новый материал представляет собой биметаллический активированный гидроуголь. Его получают из опилок в несколько этапов: подвергают гидротермальной карбонизации, активируют гидроксидом калия и насыщают частицами железа и меди.
Эффективность сорбента проверили на метиленовом синем – распространенном синтетическом красителе – и на реальных промышленных стоках. В лабораторных условиях материал поглощал до 1635 мг загрязнителя на грамм сорбента. В установке с непрерывной подачей воды, имитирующей промышленные условия, сорбент полностью очищал стоки картофельного завода в течение 360 минут, а раствор красителя – 165 минут.
Высокую поглощающую способность MAHC объясняют его микропористой структурой и большой удельной площадью поверхности – 1266 м²/г. Внедренные в углеродную основу частицы железа и меди создают активные центры, которые химически связывают молекулы загрязнителей. В отличие от многих других сорбентов, где преобладает физическое удержание, здесь основной механизм – хемосорбция, что обеспечивает более прочное связывание.
Авторы исследования отмечают, что для промышленного внедрения технологии нужны дополнительные тесты. Необходимо сравнить MAHC с коммерческими аналогами, проверить его долговечность при многократном использовании и изучить возможность применять другое сырье из биомассы. Кроме того, наилучшие результаты материал показал при температуре 44 °C, и теперь ученым предстоит повысить его эффективность при стандартных комнатных температурах.
Разработка вписывается в концепцию экономики замкнутого цикла, превращая отходы деревообработки в продукт для решения экологических проблем. Подобные технологии могут удешевить и сделать более экологичной очистку воды в промышленности, что важно для сельского хозяйства и защиты окружающей среды.