Сотрудники НОЦ «Нанотехнологии» Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) Олег Большаков, Елена Корина и Владислав Фадеев совместно с коллегами из Сербии разработали проточный электрохимический реактор для очистки воды от красителя Reactive Black 5. Это один из красителей, которые применяют при окрашивании тканей.
Такие красители хорошо закрепляются на волокнах, поэтому удобны для промышленности. Но после попадания в сточные воды это же свойство становится проблемой: краситель долго сохраняется в окружающей среде, окрашивает воду, мешает проникновению света и может вредить водным организмам.
Для очистки воды используют фильтры, сорбенты, озон, мембранные технологии. У многих методов есть ограничения: нужны расходные материалы, сложное обслуживание, высокие энергозатраты или последующая утилизация загрязненных отходов.
Ученые ЮУрГУ предложили другой подход — очищать воду с помощью электрического тока. Загрязненная вода проходит через реактор. На поверхности специального электрода образуются активные частицы, которые разрушают молекулы красителя.
Главное отличие разработки — проточный формат. Вода не просто находится в лабораторной емкости, а движется через реактор. Это делает систему ближе к реальным условиям очистки промышленных стоков
Исследователи использовали многослойный электрод. Один из его рабочих слоев дополнительно модифицировали гольмием — редкоземельным элементом. Модификация помогла повысить эффективность очистки и сохранить активность электрода при повторном использовании.
В лабораторных испытаниях раствор красителя Reactive Black 5 полностью потерял окраску за 90 минут. После 15 повторных циклов очистки эффективность системы практически не изменилась.
Разработка может пригодиться для создания компактных установок, которые будут очищать воду от стойких органических загрязнителей. Следующий этап — испытания на реальных сточных водах и дальнейшая оптимизация конструкции реактора. Результаты опубликованы в журнале Korean Journal of Chemical Engineering издательства Springer Nature.
Ранее Наука Mail писала о том, что каждая вторая рыба в Сырдарье проглотила микропластик. При этом основную часть загрязнения составили вовсе не частицы упаковки.