Сибирские учёные создали сорбенты для очистки воды от красителей
Ученые Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН разработали «набор химических ключей» из модифицированного диоксида кремния, которые способны «открывать» и обезвреживать любые красители, сбрасываемые промышленностью в сточные воды. Результаты работы, опубликованные в Journal of Molecular Liquids, делают шаг к недорогим и масштабируемым фильтрам для предприятий текстильной, кожевенной и пищевой отраслей.
От текстильных заводов до кухонных стоков
Каждый год мировая промышленность «окрашивает» миллиарды литров воды. До 20 % красителей не достигают ткани и уходит в канализацию. Современные очистные сооружения справляются не со всеми классами красок: кто-то уносится анионами, кто-то — катионами, а кто-то требует органических растворителей. Сибирские исследователи предложили универсальное решение — семейство сорбентов на основе кремнезема, заряд которого можно «подстроить» под конкретного загрязнителя.
Песок с «лицом»: как работает сорбент
Кремнезем выбран не случайно: он дешёв, нетоксичен, обладает гигантской удельной поверхностью и легко модифицируется. Главный секрет — силанольные группы Si–OH на поверхности наночастиц. От их числа и типа зависит электрический заряд частицы, а значит — кого она притянет, а кого оттолкнёт.
«Мы научились варьировать поверхностный потенциал от –35 до +40 мВ, — объясняет кандидат химических наук Никита Шапаренко. — Для этого использовали два приёма: адсорбцию поверхностно-активных веществ и химическое аминирование. В итоге получили четыре сорбента, каждый из которых «заточен» под свой класс красителей: катионные, анионные и сольвентные».
От лаборатории до рынка
По словам учёных, технология легко масштабируется: исходный кремнезем получают физическим методом, а не дорогим химическим синтезом. Уже сейчас команда готовит пилотные партии гибридных пигментов — частиц SiO₂, «окрашенных» захваченными красителями. Такие материалы могут понадобиться для красок, керамики и даже электронных чернил для э-печати.
Следующий этап — «плазмонное усиление». Исследователи планируют наносить на сорбенты наночастицы серебра и золота, чтобы одновременно очищать воду и дезинфицировать её, используя антимикробные свойства металлов.
Работа выполнена при поддержке гранта Минобрнауки в рамках Десятилетия науки и технологий. Команда ищет промышленных партнёров для запуска пилотного производства фильтров уже в 2026 году.