Гидрогель из отходов может очищать воду от 70% вредных металлов

Гидрогель на основе пищевых отходов, разработанный учеными Томского политехнического университета (ТПУ) и Университета Бравиджая, при обеззараживании воды от тяжелых металлов абсорбирует до 70% вредных веществ. Для создания нового функционального материала они использовали полисахариды, полученные из фруктов, сообщили ТАСС в пресс-службе Минобрнауки РФ.

Ранее ученые впервые в России создали гидрогель из пищевых отходов для очистки природных вод от тяжелых металлов. В качестве исходного сырья использовались бананы, яблоки и апельсины, из которых с помощью метода ультразвуковой экстракции извлекли полисахариды. Полученный экстракт в виде сухого порошка смешали с кросслинкером и получили гидрогель. Он обладает значительной пористостью, высокой способностью к поглощению воды, большой площадью поверхности, а также содержит большое количество активных функциональных групп, таких как амино- и гидроксильные группы, которые увеличивают его адсорбционную способность по отношению ко многим загрязнителям.

"Следующим этапом исследований стали испытания. Для них мы взяли воду с содержанием тяжелых металлов - свинца, кадмия, хрома, мышьяка, ртути и кобальта - разной концентрации (от 50 до 300 мг). Проверяли способность гидрогеля абсорбировать металлы как по одному, так и в составе раствора. Результаты показали, что вне зависимости от количества вредных веществ и состава воды, гидрогель способен очистить жидкость от 70% металлов. Это позволяет в перспективе использовать их, например, в фильтрах и установках для очистки воды", - приводятся слова доцента Исследовательской школы химических и биомедицинских процессов Антонио Ди Мартино.

Испытания гидрогеля проходили двумя методами. В первом гидрогель просто помещали в загрязненную воду. Для очистки литра воды потребовалось около 2 гр гидрогеля, время, затраченное на адсорбцию, составило один час. Во втором методе гидрогель помещали в колонку, через которую пропускали загрязненную воду. Таким способом можно очистить до 20 мл воды за минуту. Оба метода показали высокую эффективность - при обеззараживании воды от тяжелых металлов гидрогель абсорбировал до 70% вредных веществ. Использовать одну порцию гидрогеля можно до пяти раз.

Ученые планируют изучить способность гидрогелей удалять различные тяжелые металлы из загрязненных вод Томской области и района острова Ява в Индонезии. Для этого будет создана сорбционная колонна на основе гидрогелей, которую будут помещать в загрязненную воду. Способность восстанавливать и десорбировать гидрогелем будут сравнивать с другими твердыми адсорбентами, которые широко используются на рынке.

Проект реализуется при поддержке гранта Минобрнауки РФ на проведения совместных научных исследований российскими вузами и университетами стран Юго-Восточной Азии. Последние результаты работы международного коллектива опубликованы в журнале Clean Technologies.