Из быстрорастущего ротанга китайским инженерам удалось создать компактный микрореактор из биоугля, который очищает воду почти без затрат энергии — под действием обычной силы тяжести. Новый метод превращает малоценную растительную биомассу в эффективный инструмент экологичных технологий — катализатор, способный быстро и безопасно удалять загрязнители из сточных вод.
Главная идея — изменить структуру углеродного материала на уровне природных компонентов растения. Целлюлоза и лигнин, из которых построены растительные ткани, определяют, насколько пористым и проводящим получится биоуголь. Когда часть лигнина аккуратно удаляют, внутри образуется разветвленная сеть пор. В ней появляются особые углеродные участки, где электрический заряд передается быстрее, а реакции идут активнее.
Так появился микрореактор, который работает без перемешивания и внешней энергии, используя лишь естественный поток воды. Его производительность впечатлила ученых — более 20 тысяч литров на квадратный метр в час. В экспериментах установка полностью разрушала молекулы тетрациклина, метиленового синего и родамина B — веществ, часто встречающихся в сточных водах фармацевтических и текстильных предприятий.
Особенность этой технологии в том, что она очищает воду без образования опасных радикалов. Вместо них реакцию запускает особая форма кислорода, которая мягко окисляет загрязнения. Такой процесс безопаснее для экосистем и не требует дополнительной очистки после работы.
Лучше всего себя показал образец, обработанный шесть часов: его поверхность достигала 500 м² на грамм, а эффективность после пяти циклов использования оставалась выше 70%. После нагрева катализатор полностью восстанавливал активность.
Даже в реальных условиях — при очистке речной и водопроводной воды — система сохраняла стабильную работу. На результат почти не влияли соли, органические примеси и другие естественные добавки, которые обычно мешают таким реакциям.
Разработка делает очистку воды не только более доступной и экономичной, но и предлагает способ разумного использования растительных отходов. Ту же технологию можно применить к другим видам биомассы — например, древесине или кокосовой скорлупе. Это открывает путь к новым экологичным материалам для очистки воды и получения энергии.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые нашли природные очистители «вечных химикатов».
