Красители, такие как конго красный и метиловый оранжевый, используются для придания яркой окраски рубашкам, свитерам и платьям. Однако эти распространённые азокрасители могут быть токсичными, канцерогенными, и их трудно удалить из сточных вод.
Дэвид Чем, кандидат химических наук Университета Арканзаса, разработал экологически чистое решение для удаления этих красителей, используя обычный побочный продукт целлюлозно-бумажной промышленности.
Азокрасители используются в 60–70% коммерческого текстильного производства. Они легко растворяются в воде и не поддаются биологическому разложению, что делает их опасными для окружающей среды. Стоки текстильных предприятий содержат наибольшую концентрацию азокрасителей, но они также попадают в муниципальные сточные воды при стирке одежды.
Чтобы удалить азокрасители из воды, Чем начал с лигнина — недорогого и широко доступного биополимера, получаемого из клеточных стенок растений. Ежегодно целлюлозно-бумажная промышленность производит от 50 до 70 миллионов тонн лигнина. Большая его часть попадает на свалки.
«Извлечение лигнина сложно обработать. У него сложная структура, — сказал Чем. — Его потенциал как биополимера недоиспользован».
Исследователи сначала добавили фенол в порошковый лигнин, сделав его поверхность более реактивной. Затем были добавлены аминогруппы, чтобы придать лигнину положительный заряд, который связывался бы с отрицательно заряженными азокрасителями.
Эта двухступенчатая модификация лигнина с двойной функционализацией ранее тестировалась как способ удаления ионов тяжёлых металлов, но исследователи из Университета Арканзаса первыми применили этот подход к вредным красителям.
В лаборатории модифицированный лигнин удалил 96% красителя конго красного и 81% метилового оранжевого красителя. С помощью этого метода можно повторно использовать и красители, и лигнин.
«Процесс действительно масштабируем. Это относительно экологичный процесс. И он высокоэффективен», — сказал Чем.
Чем опубликовал свои результаты в Journal of Polymers and the Environment.
Предоставлено Университетом Арканзаса.