Сотрудники НОЦ «Нанотехнологии» ЮУрГУ Олег Большаков, Елена Корина и Владислав Фадеев совместно с коллегами из Сербии разработали и испытали проточный электрохимический реактор для очистки воды от Reactive Black 5. Это один из красителей, которые применяются при окрашивании тканей.
Такие красители хорошо закрепляются на волокнах, поэтому удобны для промышленности. Но после попадания в сточные воды это же свойство становится проблемой: краситель долго сохраняется в окружающей среде, окрашивает воду, мешает проникновению света и может вредить водным организмам.
Для очистки воды уже используют фильтры, сорбенты, озон, мембранные технологии и другие подходы. Однако у многих методов есть ограничения: нужны расходные материалы, сложное обслуживание, высокие энергозатраты или последующая утилизация загрязнённых отходов.
Учёные ЮУрГУ и их зарубежные коллеги предложили другой подход – очищать воду с помощью электрического тока. Загрязнённая вода проходит через реактор, а на поверхности специального электрода образуются активные частицы, которые разрушают молекулы красителя.
«Главное отличие разработки – проточный формат. Вода не просто находится в лабораторной ёмкости, а движется через реактор. Это делает систему ближе к реальным условиям очистки промышленных стоков», – рассказал молодой учёный ЮУрГУ Владислав Фадеев.
Для работы реактора исследователи использовали многослойный электрод. Один из его рабочих слоёв был дополнительно модифицирован гольмием – редкоземельным элементом. Такая модификация помогла повысить эффективность очистки и сохранить активность электрода при повторном использовании.
В лабораторных испытаниях раствор красителя Reactive Black 5 полностью потерял окраску за 90 минут. После 15 повторных циклов очистки эффективность системы практически не изменилась.
Разработка может быть полезна для создания компактных установок, которые будут очищать воду от стойких органических загрязнителей. Следующий этап – испытания на реальных сточных водах и дальнейшая оптимизация конструкции реактора.
Результаты исследования опубликованы в журнале Korean Journal of Chemical Engineering издательства Springer Nature.
Источник: Минобрнауки России
