Ученые из Тюменского государственного университета совместно с международной командой разработали уголь, изготовленный из семян тикового дерева. По их данным, такой материал способен эффективно очищать промышленные сточные воды от ядовитых акридиновых красителей, пестицидов и прочих вредных веществ.
Опубликованные в журнале Molecules результаты исследований показывают, что акридиновые красители широко применяются сегодня для обработки шерсти, шелка, бумаги, древесины, кожи, а также при производстве автомобильных эмалей, красок для полиграфии и художественных целей.
Тем не менее, эти красители могут оказывать отрицательное влияние на здоровье человека, приводя к раздражению кожи и глаз, а также вызывая заболевания дыхательных путей. Поэтому крайне важно удалять их из сточных вод перед выпуском в природную среду.
Самым распространенным и простым способом очистки воды от таких красителей считается использование активированного угля, обладающего обширной пористой структурой и большой площадью поверхности. Однако высокая стоимость производства этого материала заставляет ученых искать более доступные и экономичные заменители, используя дешевые биомассовые отходы, к которым относятся и семена различных деревьев.
Группа международных исследователей из ТюмГУ, а также университетов Индии и Португалии создала уголь из семян тикового дерева (Tectona Grandis), распространенного в странах Южной и Юго-Восточной Азии: Индии, Пакистане, Бангладеш, Шри-Ланке, Китае, Таиланде и Мьянме. На сегодняшний день эти семена практически не находят применения в промышленности, поэтому их использование для очистки воды может стать экономически выгодным решением для регионов Южной Азии, отметил профессор кафедры органической и экологической химии Школы естественных наук ТюмГУ Евгений Галунин.
По его словам, уголь, полученный при высокотемпературной обработке и давлении в жидкой среде с последующей активацией углекислым газом, обладает высокой теплотворной способностью — около 26,53 МДж/кг, что сопоставимо с каменным углем. Это делает такой материал перспективной альтернативой для хранения энергии и создания экологически безопасных технологий накопления энергии.
Согласно исследованиям, созданный уголь имеет высокоразвитую сферическую микропористую структуру с удельной площадью поверхности приблизительно 730 м?/г, что сравнимо с характеристиками активированных углей, полученных из березовой древесины или скорлупы кокоса. Его сорбционные свойства не уступают традиционным аналогам.
«Уголь из семян тикового дерева может выступать в роли эффективного и экологически безопасного сорбента для удаления акридиновых красителей из загрязненной воды. Кроме того, его можно применять для очистки от других загрязнителей, включая пестициды и фармацевтические вещества», — добавил Галунин.
По мнению ученых, такой материал способствует защите окружающей среды и контролю уровня различных загрязнений. В дальнейшем исследователи планируют протестировать новый уголь в реальных условиях, а также изучить возможности его применения для очистки воды от других видов загрязняющих компонентов.