Международный коллектив ученых из Египта, Италии, Саудовской Аравии и Иордании во главе со специалистами Уральского федерального университета (УрФУ) разработали путем синтеза сорбент, удаляющий из водных растворов тяжелые металлы, в том числе медь и цинк. Новы материал может найти применение при очистки шахтных, рудных, сточных вод промпредприятий, а также и питьевой воды, сообщает пресс–центр УрФУ.
«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, хитин — один из самых распространенных возобновляемых материалов на Земле. В свое время мы со студентами в Руанде провели исследования, которые показали, что наиболее доступным источником хитина, помимо дорогостоящих панцирей ракообразных, являются организмы насекомых. Их можно разводить специально для получения биомассы хитина», — рассказывает Елена Ковалева, руководитель исследовательской группы, ведущий научный сотрудник лаборатории органического синтеза УрФУ.
Хитозан сам по себе обладает выраженными адсорбционными свойствами, так как содержит амино- и гидроксильные группы, которые легко притягивают металлы. Ученым–химикам удалось усилить эти свойства, добавив к хитозану глутаральдегид и эпихлоргидрин, а затем модифицировав 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%, адсорбция ионов меди и цинка из водного раствора происходила в течение 40 минут в первом случае и 60 минут — во втором. 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.
В ходе экспериментов, ученые выяснили, что для синтеза подходят также азотная кислота и мочевина.
Как подчеркивает Елена Ковалева, полученный сорбент пригоден для многократного использования. А медь и цинк, извлеченные в результате цикла адсорбции и десорбции, могут быть возвращены в производство. Таким образом, предложенная технология очистки новым сорбентом промышленных стоков и питьевой воды, не только экологична, но и экономична.
Проект был поддержан Российским фондом фундаментальных исследований. Статья с описанием результатов опубликована в издании International Journal of Molecular Sciences.
Ранее сообщалось, что специалисты УрФУ, синтезировали адсорбент для очистки сточных вод, в основе которого недорогой и высокоадсорбционный материал – семена папайи.
