Очищать промстроки эффективно и недорого

Сейчас все экологи промышленных предприятий громко фыркнули, ведь кто как не они знают всю подоплеку проблемы. Но тем не менее, научный разработки в этом направлении ведутся. И сегодня мы рады сообщить, что одна из таких отечественных (что особо важно) разработок получила патент.

Напомним, что все промышленные предприятия, независимо от рода деятельности, загрязняют водные экосистемы сточными водами. В стоках содержатся стойкие органические соединения –вещества, негативно влияющие на здоровье людей и окружающую среду. Такие соединения необходимо удалять из вод, чтобы не допустить их распространения.

В настоящее время активно используются два способа очистки сточных вод от органических соединений: адсорбция и реагентное окисление. Однако их считают дорогими, гораздо дешевле и выгоднее в использовании безреагентная фотокаталитическая очистка воды. 

В Южно-Уральском государственном университете несколько лет занимаются вопросом разработки фотокатализаторов. Исследования ведутся под руководством д.х.н., декана Химического факультета Института естественных и точных наук Вячеслава Авдина. Ученые работают с фотокатализаторами на основе переходных металлов. Образцы представлены нанопорошками. Их эффективность высока, но минус таких катализаторов в том, что наночастицы сложно извлечь из воды после процесса очистки.

Новое исследование, проведенное учеными ЮУрГУ, позволило получить фотокатализатор с термостабильным микропористым покрытием на основе смешанного оксида титана-кремния. Макроформа удобна в использовании, при этом вещество по активности не уступает наночастицам. На инновационный способ получения фотокатализатора получено патентное свидетельство №2733936.

— Инновационность нашего способа состоит в том, что он позволяет с помощью относительно недорогих и малотоксичных реактивов и в результате относительно несложной процедуры получать механически прочные термостабильные микропористые покрытия на основе анатаза. Они проявляют довольно высокую фотокаталитическую активность по отношению к стойким органическим загрязнителям (таким, как фенольные соединения) даже при низкой мощности ультрафиолетового облучения, — объяснил автор патента, аспирант кафедры «Экологии и химической технологии» ИЕТН ЮУрГУ Александр Горшков.

Предложенный Александром Горшковым способ получения термостабильного покрытия с фотокаталитическими свойствами не дает снизить активность вещества даже при нагревании его до 700 градусов Цельсия, потому что нанокристаллы анатаза стабилизированы в силикатной матрице.

Фаза гидрофильного смешанного оксида кремния-титана также обеспечивает высокую адгезию (сцепление поверхностей разнородных тел) и высокую механическую прочность покрытия с подложкой. Для ее создания использовались пластины травленого натрийсиликатного стекла, которые являются гидрофильным материалом.

Разработанное покрытие (147 миллиграммов на пластине) показало хороший результат во время испытаний на феноле, модельном соединении. Фотодеструкции подверглось 38% органического соединения, представленного в 50 миллилитрах раствора в концентрации 10 мг/л, после часа облучения ультрафиолетом. Длина волны составляла 405 нм, мощность облучения – 600 Вт/м2.

Когда лабораторные испытания будут завершены, запатентованное покрытие хотят проверить на реальных пробах сточных вод. Следующим шагом будет разработка, создание и испытание пилотной водоочистной установки – сообщает пресс-служба вуза.

Для нашей Архангельской области, где основное загрязнение происходит как раз за счет органических соединений, эта разработка также может быть полезна. Правда, для этого придется «научить» нанопластины работать с хозфекальными стоками.

По материалам https://www.susu.ru/ru/news/2020/12/02/rossiyskie-uchenye-zapatentovali-innovacionnyy-material-dlya-ochistki-stochnyh-vod