В УрФУ синтезировали нанокомпозит для очистки сточных вод
Ученые УрФУ совместно с коллегами из Индии и Саудовской Аравии разработали нанокомпозит, который обладает высокой адсорбционной способностью. Новый материал нейтрализует промышленные красители, которые попадают в сточные воды из-за деятельности текстильных предприятий. Новый сорбент лучше аналогов, так как его эффективность составляет 96,4 процента против быстрого зеленого (БЗ) и до 92,7 процента против бромфенолового синего (БС). Ученые утверждают, что у большинства существующих сегодня сорбентов эффективность не превышает 90 процентов.
Особенно востребованным нанокомпозит может быть в регионах, где существует дефицит пресной воды — в странах Ближнего Востока, некоторых районах Индии, Бангладеш и Пакистана. Подробную информацию о новом нанокомпозите и методах синтеза ученые опубликовали в журнале Sustainability.
«Органические красители БЗ и БС чрезвычайно канцерогенны. Значительная их часть концентрируется в сточных водах, куда они попадают в результате деятельности промышленных текстильных предприятий. Именно это простимулировало нас создать новый наноматериал, который способен очистить промышленные сточные воды от вредных красителей. Наша разработка имеет высокую фотокаталитическую активность, в результате чего адсорбционная эффективность составила 96,4 и 92,7 процента против БЗ и БС соответственно. Важно также отметить, что наш нанокомпозит можно использовать несколько раз — по итогам эксперимента эффективность полимеров оставалась выше 90 процентов даже после пяти циклов использования», — поясняет старший научный сотрудник отдела магнетизма твердых тел УрФУ Ражеш Кумар Манавалан.
Особенность разработки — фотокаталитические свойства. Это значит, что под воздействием света материал запускает химические реакции, которые разлагают загрязнители. Вредные вещества накапливаются в порах нанокомпозита, а затем окисляются. В результате красители раскладываются на более простые и менее опасные вещества — углекислый газ и перекись водорода.
«Комбинация материалов, которые использовались в нашей работе, оказались весьма эффективными для создания максимальной фотокаталитической активности. Дело в том, что такое сочетание позволило использовать синергию между различными компонентами и усилить гетеропереходы на границах раздела материалов. Это значит, что кристаллическая решетка одного материала плавно, без нарушения периодичности, переходит на кристаллическую решетку другого», — комментирует Ражеш Кумар Манавалан.
В составе нанокомпозита содержатся нитрат церия, ацетат меди и гидроксид натрия. Для создания внешней оболочки, которая позволила сделать вещество многоразовым, ученые использовали поливинилпирролидон — специальный полимер. Соединить эти вещества вместе исследователям удалось методом химического осаждения — простой технологией синтеза химических соединений в специальном растворе.
«После использования нашего нанокомпозита происходит процесс его очистки, который включает в себя промывку водой, обработку этанолом и сушку на воздухе. Аналогичные фотокатализаторы, например порошковые, использовать повторно достаточно сложно», — добавляет Ражеш Кумар Манавалан.
В будущем ученые проведут дополнительные исследования нанокомпозита, чтобы изучить его адсорбционную способность по отношению к другим красителям.
Стоит добавить, что по данным World resources institute, каждый год текстильная промышленность использует почти пять триллионов литров пресной воды для окрашивания одежды. Этого достаточно, чтобы заполнить два миллиона плавательных бассейнов олимпийского размера. Всемирная организация здравоохранения утверждает, что в 2022 году чуть больше половины всех сточных вод в мире подвергалось очищению. Однако этот показатель варьируется между странами.
По данным Statista, в 2022 Австралия и Новая Зеландия в совокупности очистили 92,2 процента всех сточных вод, которые они произвели. На втором месте государства Северной Америки и Европы — в этих регионах 86,4 процента сточных вод в той или иной мере подверглись очищению. Затем идут страны, расположенные на территории Западной Азии и Северной Африки — им удалось убрать 63 процента вредных веществ в произведенных ими сточных водах. Хуже всего обстоят дела в африканских странах южнее Сахары и государствах Океании — они смогли очистить лишь 20 и 14,8 процентов сточных вод соответственно.
Telegram 
Дзен 
VK Каждый год на месторождениях происходят десятки плановых остановок скважин для ремонта или профилактики. Чтобы во время простоев предотвратить выброс нефти и газа на поверхность, скважины глушат и закачивают в них специальные жидкости, в качестве которых нередко используют обратные эмульсии. Раньше считалось, что они безвредны и легко удаляются, поэтому, когда после глушения проницаемость уменьшалась, это списывали на другие факторы — например, отложение парафинов. Комплексно не изучалось, как именно эти составы влияют на снижение добычи. Ученые Пермского Политеха изучили обратные эмульсии и впервые объяснили, как они влияют на проницаемость горных пород. Проведенное исследование позволяет заранее определить, насколько опасен тот или иной состав и какой способ очистки сработает лучше. Это поможет нефтяным компаниям минимизировать потери добычи и избежать дорогостоящих восстановительных работ.
Переход к оседлой жизни и выращиванию кукурузы на юге Анд оказался историей затяжного кризиса. Международная группа ученых выяснила, как местные сообщества и группы мигрантов сообща пытались пережить последствия этой трансформации.
Обычно тела меньше тысячи километров не могут удержать вокруг себя полноценную газовую оболочку: слишком невелика сила тяжести. Несмотря на это, малая планета (612533) 2002 XV93 — диаметром всего полтысячи километров — во время звездного затмения показала, что у нее атмосфера есть. Как это вышло, пока неясно, хотя у астрономов-первооткрывателей и есть пара гипотез.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно