Ученые Тюменского государственного университета (ТюмГУ) совместно с международной группой специалистов разработали уголь из семян тикового дерева. Согласно их исследованию, данный уголь способен эффективно очищать промышленные сточные воды от токсичных акридиновых красителей, пестицидов и других опасных компонентов.
Результаты данной работы были опубликованы в издании Molecules. В настоящее время акридиновые красители широко применяются для окрашивания таких материалов, как шерсть, шелк, бумага, дерево, кожа, а также в производстве автомобильных лаков, полиграфической и художественной продукции.
Тем не менее, эти красители могут оказывать отрицательное влияние на здоровье человека, вызывая раздражение слизистых оболочек, кожи, а также провоцируя заболевания дыхательной системы. Поэтому крайне важно удалять их из сточных вод до сброса в окружающую среду.
Самым распространенным и доступным способом очистки воды от подобных красителей является использование активированного угля, характеризующегося высоким пористым объемом и большой площадью поверхности. Однако относительно высокая цена изготовления этого материала стимулирует поиск более дешевых альтернатив, основанных на применении биомассовых отходов, таких как семена деревьев.
Международная команда исследователей из ТюмГУ, а также университетов Индии и Португалии создала уголь из семян тика (Tectona Grandis), дерева, которое произрастает в Индии, Пакистане, Бангладеш, Шри-Ланке, Китае, Таиланде и Мьянме. Данные семена практически не находят промышленного применения, поэтому их использование для водоочистки может стать экономически выгодным решением для стран Южной Азии, отметил профессор кафедры органической и экологической химии Школы естественных наук ТюмГУ Евгений Галунин.
«Уголь, полученный при высоких температурах и давлении в водной среде с последующей активацией углекислым газом, демонстрирует высокую теплотворную способность (26,53 МДж/кг), сравнимую с каменным углём. Это открывает перспективы его применения как энергоносителя и способствует развитию экологически безопасных технологий накопления энергии», — пояснил он.
По словам ученых, материал характеризуется хорошо развитой сферической микропористой структурой и значительной удельной поверхностью порядка 730 м?/г. Эти показатели сопоставимы с активированными углями, изготовленными из традиционных сырьевых источников, таких как березовая древесина или кокосовая скорлупа, а сорбционные качества нового продукта соответствуют качеству классических активированных углей.
«Уголь из семян тикового дерева представляет собой эффективный и экологически безопасный материал для удаления акридиновых красителей из загрязненной воды. Кроме того, он успешно справляется с очисткой воды от пестицидов и лекарственных загрязнителей,» — подчеркнул Галунин. В дальнейшем исследователи планируют испытать этот материал в реальных условиях и изучить его потенциал для очистки воды от других видов загрязнений.