• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
21.03.2022
УрФУ
1 495

Создан эффективный сорбент, очищающий воду от цинка и меди

4.7

Международный коллектив ученых во главе с сотрудниками Уральского федерального университета синтезировал сорбент, который удаляет из водных растворов такие тяжелые металлы, как медь и цинк. С его помощью можно очищать шахтные и рудные, а также сточные воды промышленных предприятий и питьевую воду. В его основе один из самых распространенных возобновляемых материалов на Земле.

Создан эффективный сорбент, очищающий воду от цинка и меди / ©Getty images

Проект поддержал Российский фонд фундаментальных исследований. Статья с описанием результатов опубликована в International Journal of Molecular Sciences. «Основа синтезированного сорбента — хитозан. Это природный биополимер, который получают путем щелочной обработки хитина. Он содержится в водорослях, дрожжах и является основным компонентом клеточных стенок грибов, экзоскелетов членистоногих и других беспозвоночных, – рассказывает Елена Ковалева, руководитель исследовательской группы, ведущий научный сотрудник лаборатории органического синтеза УрФУ.

– Хитин — один из самых распространенных возобновляемых материалов на Земле. В свое время мы со студентами в Руанде провели исследования, которые показали, что наиболее доступный источником хитина, помимо дорогостоящих панцирей ракообразных, — это организмы насекомых. Их можно разводить специально для получения биомассы хитина».

Хитозан сам по себе обладает выраженными адсорбционными свойствами, так как содержит амино- и гидроксильные группы, которые легко притягивают металлы. Однако химикам удалось усилить эти свойства. К хитозану они добавили глутаральдегид и эпихлоргидрин, а затем модифицировали его с помощью диэтилентриамина и монохлоруксусной кислоты.

«В серии экспериментов мы установили, что наиболее продуктивно процессы адсорбции ионов меди и цинка протекают при комнатной температуре и показателе кислотности водных растворов pH, равном 3,5. Максимальная, 60-процентная, адсорбция ионов меди и цинка из водного раствора происходила в течение 40 минут в первом случае и 60 минут — во втором.

Асмаа Абуельсоад и Елена Ковалева. В руках у Асмаа Абуельсоад примеры воды – до и после очистки /

Таким образом, модифицированный нами хитозан продемонстрировал лучшие адсорбционные характеристики по сравнению с такими известными сорбентами, как активированный уголь, бентонит, шабазит, целлюлоза, рисовая шелуха, и другими», — сообщает Асмаа Абуельсоад, аспирантка кафедры технологии органического синтеза УрФУ, основной исполнитель исследовательского проекта.

На втором этапе работ исследовательская группа, в которую, помимо сотрудников УрФУ, входят ученые из Египта, Италии, Саудовской Аравии и Иордании, попробовала восстановить сорбент. В результате экспериментов они выяснили, что для этих целей подходят азотная кислота и мочевина.

«Другими словами, полученный нами сорбент пригоден для многократного использования. А медь и цинк, извлеченные в результате цикла адсорбции и десорбции, вернутся в промышленное производство. Таким образом технология очистки с помощью нашего сорбента промышленных стоков, а также питьевой воды, экологичная и экономичная», — подчеркивает Елена Ковалева.

Напомним, что медь, цинк, как и ртуть, свинец, мышьяк и некоторые другие химические элементы, относятся к тяжелым металлам. Большое количество тяжелых металлов содержится в промышленных стоках, которые могут вызывать загрязнение водных ресурсов. Для питьевой воды медь и цинк токсичны — несмотря на важность для промышленных и сельскохозяйственных процессов.

Чрезмерное потребление меди вызывает высокое кровяное давление, повреждение почек и печени, респираторные заболевания и судороги. Избыточное количество цинка может вызвать болезни желудка, раздражение кожи, судороги и анемию. Поэтому в последние несколько десятилетий наука уделяет большое внимание задаче удаления этих загрязняющих веществ из воды. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Уральский федеральный университет (УрФУ) расположен в Екатеринбурге, выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ). В УрФУ обучается более 36 000 студентов по 334 образовательным программам. Основан 19 октября 1920 года.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
3 февраля
Василий Парфенов

«Недостаточно комковатая» — так описал обнаруженную аномалию один из авторов нового исследования. В нем на основе наблюдений сразу двух обсерваторий, работающих с разными диапазонами излучений, удалось создать карту распределения материи во Вселенной с беспрецедентной точностью. Благодаря этому выяснилось, что стандартная модель — главная современная теория мироустройства, описывающая все частицы, поля и взаимодействия, кроме гравитации — имеет все шансы быть неполной.

Сегодня, 09:27
Ольга Иванова

Немецкие ученые проанализировали данные общенациональных исследований и пришли к выводу, что с марта 2022 года в больницах Германии с поразительной частотой наблюдаются случаи устойчивости к антибиотикам последней инстанции. Выяснилось, что неубиваемые патогены, по-видимому, принесли в страну украинские беженцы.

Позавчера, 13:41
Анна Новиковская

В черных дырах заключено множество тайн, и теперь астрономам удалось раскрыть одну из них: почему раскаленные диски вокруг них иногда мерцают.

2 февраля
НИУ ВШЭ

Изучая потребление алкоголя, экономисты и социологи обычно связывают его с условиями жизни людей и их человеческим капиталом: образованием, опытом работы, знаниями. Ученые из Лаборатории исследований рынка труда и Лаборатории экономико-социологических исследований НИУ ВШЭ обратили внимание на некогнитивные навыки, формирующиеся в детстве и подростковом возрасте, и выяснили, что эти качества во многом определяют вероятность злоупотребления спиртным и сокращают степень влияния образования.

3 февраля
Василий Парфенов

«Недостаточно комковатая» — так описал обнаруженную аномалию один из авторов нового исследования. В нем на основе наблюдений сразу двух обсерваторий, работающих с разными диапазонами излучений, удалось создать карту распределения материи во Вселенной с беспрецедентной точностью. Благодаря этому выяснилось, что стандартная модель — главная современная теория мироустройства, описывающая все частицы, поля и взаимодействия, кроме гравитации — имеет все шансы быть неполной.

31 января
ФизТех

Ученым из МФТИ и ОИВТ РАН удалось построить теоретическую модель для описания процесса роста оксидной пленки на поверхности стали в контакте с тяжелым жидкометаллическим расплавом свинец-висмут — теплоносителем, который может использоваться в реакторах нового поколения на быстрых нейтронах. Оксидная пленка — результат коррозии, но ее образование защищает от очень быстрой (жидкометаллической и межкристаллитной) коррозии. Понимание процесса коррозии стали в контакте с теплоносителем необходимо для обоснования безопасности эксплуатации подобных реакторов.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

9 января
Александр Березин

Избыточный вес убивает куда больше людей, чем войны с голодом вместе. До самых недавних пор это объясняли то «мусорным» фастудным питанием, то недостаточными физическими нагрузками. Научные работы показывают: эти гипотезы были неверны. За последние полвека сильно потолстели даже лабораторные животные, корм и нагрузки которых не менялись. Эпидемия лишнего веса действительно убийственна, но ее причина не в калориях или нехватке нагрузки. А в чем же? Naked Science исследует для вас этот вопрос.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: