Группа исследователей из Китая разработала новый недорогой материал на основе биочара, который может эффективно удалять стойкие комплексы металлов из воды. Это перспективный инструмент для улучшения качества воды и обеспечения экологической безопасности.
Исследование опубликовано в издании Biochar X
В статье описывается, как модифицированный оксидом ферромарганца биочар может улавливать цитратные комплексы меди, которые трудно удалить с помощью обычных методов очистки воды. Эти металлоорганические комплексы часто встречаются в промышленных сточных водах и представляют серьёзную опасность для окружающей среды и здоровья из-за своей стабильности и тенденции к накоплению в экосистемах.
«В отличие от свободных ионов металлов, такие комплексы металлов, как цитрат меди, очень стабильны и устойчивы к естественному разложению», — сказал Вэньхун Фань из Университета Бэйханг, автор исследования.
Целью исследовательской группы было создать простой, эффективный и многоразовый адсорбент, который мог бы бороться с этими трудноудаляемыми загрязнителями.
Новый материал
Новый материал был получен путём сочетания биочара из кокосовой скорлупы с оксидами железа и марганца с помощью термического процесса. Полученный биочар был покрыт наночастицами, которые создали множество активных центров для адсорбции.
В оптимальных условиях один грамм модифицированного биочара удалил почти всю медь из раствора с концентрацией 10 миллиграмм на литр в течение нескольких часов, достигнув 99,5% удаления меди и 92,6% снижения общего содержания органического углерода.
Микроскопический и химический анализы показали, что медь была захвачена за счёт химических и физических процессов адсорбции. Пористая структура модифицированного биочара позволила загрязнителям проникнуть в материал, а кислородсодержащие функциональные группы и оксиды металлов на поверхности прочно связали цитратные комплексы меди.
Материал также показал высокие характеристики в широком диапазоне уровней pH и оставался стабильным даже в присутствии других ионов, обычно встречающихся в сточных водах.
«Эффективное удаление, простота приготовления и хорошая химическая стабильность делают этот биочар перспективным кандидатом для крупномасштабного применения», — сказал Ин Чжу, первый автор исследования.
«Его можно использовать не только для очистки промышленных сточных вод, но и для предотвращения загрязнения металлами в природных водных и почвенных системах».
Исследователи отмечают, что дальнейшие исследования будут направлены на изучение способов регенерации и повторного использования материала в течение более длительных циклов, а также на изучение его адсорбционных свойств применительно к другим металлоорганическим загрязнителям.
Этот новый биочар представляет собой практический шаг к созданию устойчивых, недорогих технологий для очистки воды и восстановления окружающей среды.
Предоставлено Шэньянским сельскохозяйственным университетом.