Исследователи нашли совершенно новый способ очистки токсичных красителей в сточных водах. Воду, загрязненную такими предметами, как текстиль, косметика и чернила, очищали с помощью оксида титана. В результате исследований было видно, что количество красителя в воде уменьшилось на 90 процентов в течение первых 30 минут.
Красители, выбрасываемые в больших количествах производителями текстиля, косметики, чернил, бумаги и другими производителями, обладают высоким уровнем токсичности и привносят в сточные воды потенциальные канцерогены. Желая найти решение этой проблемы, исследователям инженерного факультета Университета Дрекселя удалось очистить воду оксидом титана с помощью небольшой нанонити.
Заслуженный профессор инженерного факультета университета, д. Мишель Барсум и его команда, в которую входили исследователи из Дрексельского колледжа искусств и наук, обнаружили, что одномерный фотокаталитический материал из оксида титана со структурой лепидокрокита обладает такой способностью.
Было замечено, что когда массовое соотношение материала и красителя составляло 1 к 1, концентрация красителя в воде снижалась на 90 процентов за счет сначала разложения в течение 30 минут, а затем на 64 процента за счет распада. Говоря об исследовании, Барсум сказал: «Это захватывающее открытие, поскольку оно помогает решить проблему, которая представляет собой реальную проблему для процесса очистки воды.
"Мы предвидим, что интеграция нашего фотокатализатора на основе оксида титана в существующие процессы может повысить его эффективность в удалении этих химикатов, а также снизить количество энергии, необходимое для этого", - сказал он. Заявив, что процесс очистки начинается с адсорбции, при которой краситель Прилипает к поверхности нановолокна и подвергается фотокатализу при освещении, говорит Барсум: «Краситель делает нановолокна чувствительными к видимому свету».
«Этот процесс ускоряет разложение, позволяя краске распадаться на безвредные побочные продукты, такие как углекислый газ и вода», — добавил он. Адам Уолтер, аспирант исследовательской группы Барсума и первый автор статьи, сказал: «Это также открывает прекрасную возможность для расширения в других областях, таких как солнечные элементы или оптические устройства. «Результат: более чистая вода без использования дополнительных токсинов или дополнительной энергии», — сказал он.
Ежегодно образуется 380 миллиардов кубометров сточных вод.
Сточные воды являются серьезной экологической проблемой во всем мире, и их присутствие оказывает долгосрочное воздействие на здоровье людей, водных растений и животных. Ежегодно во всем мире домашние хозяйства и промышленность производят около 380 миллиардов кубических метров сточных вод. Только 24 процента из них подвергаются адекватной очистке из-за трудностей обработки, таких как высокое энергопотребление, наличие остаточных химикатов, наличие персонала очистных центров и неадекватная обработка сложных и стойких загрязнителей, включая красители.
Может помочь в производстве экологически чистого топлива
Хотя исследование показало, что нановолокно можно использовать для улучшения способности очистки воды, оно также рассматривалось как доказательство того, что материалы могут быть сенсибилизированы, открывая двери для других применений в солнечных элементах и оптических устройствах. Было установлено, что материал нановолокон, исследованный командой в начале 2023 года, использовал солнечный свет для выделения водорода; Считается, что это раскроет его потенциал в производстве экологически чистого топлива.
Заявив, что они только начали изучать возможности материала, Барсум сказал: «Поскольку мы лучше понимаем процессы, которые обеспечивают его поведение, мы ожидаем открыть новые приложения, которые могут повысить производительность технологии, к которой мир должен двигаться. более устойчивое будущее».