Ученые из Университета Латакии в Сирии разработали новый наноструктурированный материал из переработанных пластиковых бутылок. Их разработка удаляет до 98,97% токсичного красителя метиленового синего из воды.
Как пластиковые бутылки превращаются в адсорбент
Международная группа ученых под руководством Маяс Саад из Университета Латакии предложила решение сразу две экологические проблемы, а именно переработку пластика и очистку промышленных стоков. Исследователи использовали терефталевую кислоту, полученную при химической переработке использованных ПЭТ-бутылок. Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.
Полученный материал имеет иерархическую наноструктуру, напоминающую морского ежа. Сферические микрочастицы были собраны из игольчатых нанокристаллов. Такая архитектура обеспечивает высокую удельную поверхность и превышает показатели многих коммерческих сорбентов.
Как материал очищает воду
Полученный материал продемонстрировал способность удалять метиленовый синий. Это распространенный катионный краситель, который используют в текстильной, бумажной и фармацевтической промышленности. Данное вещество токсично и устойчиво к биологическому разложению.
Однако в оптимальных условиях эффективность удаления достигла 98,97%. Теоретическая максимальная адсорбционная емкость оказалась намного выше, чем у многих известных адсорбентов, включая углеродные нанотрубки. Процесс адсорбции подчиняется кинетике псевдопервого порядка и описывается изотермой Фрейндлиха. Это указывает на многослойную адсорбцию на гетерогенной поверхности.
Стабильность, регенерация и экономическая эффективность
Ключевое преимущество разработанного материала заключается в его устойчивости и возможности многократного использования. После пяти последовательных циклов адсорбции-десорбции он сохранил больше 97% исходной эффективности.
Регенерация достигается простой промывкой этанолом и сушкой при 120 градусов. Рентгеноструктурный анализ подтвердил, что кристаллическая структура материала не разрушается после многократного использования. Использование терефталевой кислоты из переработанных ПЭТ-бутылок вместо нефтехимического сырья значительно снижает стоимость производства и способствует реализации принципов циркулярной экономики.
Авторы исследования подчеркивают, что предложенный подход позволяет превратить пластиковые отходы в высокоэффективный продукт для очистки промышленных сточных вод. В перспективе материал может быть использован для удаления не только метиленового синего, но и других органических загрязнителей, включая фармацевтические препараты и пестициды.
VK
OK
Telegram
Дзен