В таких странах, как Индия, большое количество токсичных отходов красителей текстильной промышленности сбрасывается прямо в водные пути, что может нанести вред людям и окружающей среде. Новый фильтрующий материал может удалить большую часть этого красителя из потоков сточных вод, а получают его из древесины.
Этот материал, разработанный учеными из Технологического университета Чалмерса в Швеции и Индийского национального технологического института в Джайпуре, представляет собой порошок, состоящий из нанокристаллов целлюлозы.
Целлюлоза, используемая в этих крошечных кристаллах, добывается из древесины, в которой она образует клеточные стенки. Эта древесина, в свою очередь, может быть получена в виде отходов целлюлозно-бумажной или лесной промышленности, а это означает, что деревья не нужно будет вырубать только для производства порошка.
С помощью «простой обработки кислотой» на поверхность нанокристаллов прикладывается отрицательный заряд. Это заставляет их избирательно поглощать молекулы красителя, пропуская при этом молекулы воды. И что важно, когда порошок подвергается воздействию солнечного света, захваченный краситель быстро распадается в менее токсичную форму.
Ни на одном этапе процесса фильтрации не требуется давления или тепла.
Есть надежда, что после дальнейшего развития технологии фильтры из порошка нанокристаллов целлюлозы можно будет поместить в отходящие потоки сточных вод на текстильных фабриках. В лабораторных тестах, проведенных до сих пор, материал удалил до 80% загрязняющих красителей из загрязненных проб воды.
Ученые надеются увеличить эту цифру, изменив такие переменные, как время обработки и значение pH воды. Кроме того, возможно, что добавление ранее разработанного аналогичного материала на основе целлюлозы также может улавливать загрязняющие вещества тяжелых металлов, таких как хром.
«Представьте себе простую систему очистки, например переносную коробку, подключенную к канализационной трубе», — сказал ведущий ученый, доцент Гуннар Вестман из Технологического университета Чалмерса. «Когда загрязненная вода проходит через целлюлозный порошковый фильтр, загрязняющие вещества поглощаются, а солнечный свет, попадая в систему очистки, вызывает их быстрое и эффективное разрушение. Это экономичная и простая в настройке и использовании система, и мы видим, что она может принести большую пользу в странах, которые в настоящее время имеют плохую очистку воды или вообще не проводят ее».
Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Industrial & Engineering Chemistry Research.
Источник: Chalmers University of Technology.
