Сточные воды часто содержат смесь органических загрязнителей, начиная от пестицидов и заканчивая остатками фармацевтических препаратов. Их сложно удалить с помощью традиционных методов очистки.
Однако в недавней докторской диссертации представлен творческий метод, позволяющий избавиться от них.
«Мы можем разложить вредные химические вещества в воде с помощью солнечного света и маленьких капель масла», — сказал Згимантас Грициус из NTNU.
Грициус и его коллеги изучили очистку промышленных сточных вод. Они рассмотрели расщепление нафтеновых кислот, которые можно найти в сточных водах нефтехимической промышленности, химического производства и текстильной промышленности, — сказал профессор кафедры химической инженерии Гисле Эйе, научный руководитель Грициуса.
Маленькие капли масла называются фотокаталитическими эмульсиями Пикеринга. Эмульсия — это смесь двух жидкостей, которые не полностью растворимы друг в друге. Капли действуют как крошечные химические реакторы, которые могут расщеплять органические загрязнения.
«Капли масла стабилизируются наночастицами, которые активируются светом, например, солнечным», — сказал Грициус.
Одной из перспективных наночастиц является диоксид титана (TiO₂). Частицы располагаются между маслом и водой, где они улавливают солнечный свет и инициируют реакции, разрушающие загрязнители.
Исследование было сосредоточено на настройке этих смесей таким образом, чтобы они стали более эффективными, стабильными и пригодными для повторного использования. Грициус определил несколько полезных факторов:
Диссертация не только даёт новое представление о фотокаталитических эмульсиях, но и демонстрирует, как мы можем инновационно мыслить в отношении устойчивой очистки воды.
«Сочетая солнечный свет, умные материалы и химические добавки, мы нашли недорогой, многоразовый и масштабируемый метод очистки загрязнённой воды», — сказал Грициус.
Работа привела к двум недавним публикациям: одной в Chemical Engineering Journal Advances и другой в ACS Omega.
Технология всё ещё находится на ранней стадии, поэтому исследователи ещё не обратились к промышленности. В настоящее время нет коммерческих продуктов, основанных на технологии эмульсий Пикеринга. Отчасти это связано с тем, что эта область исследований только недавно пережила возрождение и была признана промышленно перспективной.
Проект был результатом сотрудничества между Лабораторией Угельстада, Группой катализа и Центром технологий частиц на кафедре химической инженерии NTNU. Грициус работал со студентами Чиппорой Магагниной, Адрианой Миной и Лорин Мроз. Магнус Рённинг также участвовал в качестве руководителя проекта.
Предоставлено Норвежским университетом науки и технологий.