Многочисленные предприятия по всему миру обеспечивают человека всем, что только может понадобиться для жизни. Правда, всё это не идёт на пользу окружающей среде, да и самому человеку тоже. Причина тому – многочисленные отходы производства. В частности, органические красители обладают высокой токсичностью, а некоторые их виды ещё и канцерогенны. Удалить их из сточных вод чрезвычайно трудно, но, возможно, с этим смогут справиться новые нанофильтры.

Избавление от загрязнений

На сегодняшний день работают довольно строгие экологические нормы, которым обязаны следовать все без исключения предприятия. Сточные воды и выбросы в атмосферу подвергаются очистке для удаления из них максимума вредных веществ. Правда, процесс этот чрезвычайно сложный и дорогой, поскольку речь идёт об огромных и сложных системах фильтрации. От пыли, сажи и вредных химических соединений избавляются при помощи самых разных методов, включая механические и электростатические фильтры, разнообразные реагенты и прочие. К сожалению, далеко не все вещества можно убрать известными способами. Часть из них всё равно остаётся и вместе со стоками попадает в окружающую среду, а оттуда – на обеденный стол человека.

Органические красители – одно из веществ, от которых избавиться труднее всего. Молекулы небольшого размера не задерживаются имеющимися системами фильтрации и остаются в сточных водах. Другие вещества, не менее вредные, тоже частично или полностью минуют систему фильтрации, что сильно увеличивает риски для здоровья человека. Ввиду очевидных недостатков очистных сооружений на предприятиях исследователи не прекращают поиск новых способов обработки сточных вод. Возможно, перспективным окажется способ, изобретённый учёными Венского университета.

Нанофильтр

По мнению исследователей, самым доступным способом очистки от «проблемных» веществ будет специализированный фильтр, приспособленный к работе с определённым классом химических соединений. Это позволит приспособить фильтры к конкретным производствам, чтобы нейтрализовать некоторые виды отходов. Именно такой подход и использовали учёные из Венского университета. Начать же они решили с органических красителей.

В основу их работы лёг метод, который отлично зарекомендовал себя и используется в самых разных целях, от опреснения воды до улавливания углерода из атмосферы. Подобные фильтры построены на металлоорганических каркасах и могут задерживать молекулы веществ очень маленького размера. Аналогичным способом они создали фильтр на основе ковалентного органического каркаса (COF). Фактически он представляет собой трёхмерную пористую структуру. При этом количество пор в ней настолько велико, что общая площадь поверхности намного больше занимаемого объёма. Поэтому материал может служить отличным фильтром и задерживать мельчайшие частицы.

Для обеспечения лучшей очистки через фильтр пропустили слабый электрический ток, ионизировав решётку, чтобы к ней притянулись частицы органических красителей. Для улучшения его работы толщину решётки уменьшили, а собрали её на подложке из графена. Толщина микропористого материала составляет всего лишь два нанометра. Графеновая решётка толщиной в один атом пропускает через себя воду с красителями, а ионизированная пространственная решётка надёжно задерживает органические молекулы.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!