Исследователи из Объединенного института высоких температур РАН, Казанского государственного энергетического университета и Национального исследовательского университета «МЭИ» предложили новый способ повышения эффективности торфяных сорбентов. Ученые применили низкотемпературную плазму для обработки гранулированного торфа, что позволило значительно улучшить его способность впитывать нефтепродукты.
Сорбенты на основе растительного сырья, включая торф, в последние годы активно используются для очистки воды от нефтяных загрязнений. Однако такие материалы традиционно уступают синтетическим аналогам по показателям сорбционной ёмкости. Целью исследователей стало изменение поверхности и пористой структуры торфа, способное повысить его нефтепоглощающие свойства без применения дорогостоящих добавок или высокотемпературной обработки.
Для активации использовался высокочастотный индукционный плазмотрон, работающий при атмосферном давлении с аргоном в качестве плазмообразующего газа. В ходе экспериментов образцы торфа подвергались воздействию факела плазмы в зоне послесвечения — области с высокой концентрацией активных радикалов, но без разрушительного перегрева материала.
Спектральный анализ показал наличие гидроксильных радикалов (OH), которые разрушали поверхностные органические соединения и изменяли морфологию волокон торфа. По данным электронной микроскопии, структура материала после обработки стала пластинчатой, что способствовало лучшему взаимодействию с нефтепродуктами. Параллельно снизилось содержание трудногидролизуемых веществ, таких как лигнин и целлюлоза, и увеличилось количество гуминовых кислот, играющих ключевую роль в сорбции.
Проведенные испытания подтвердили, что модифицированный торф демонстрирует более высокую способность к поглощению турбинного масла по сравнению с немодифицированным материалом. Кроме того, плазменная обработка позволила частично изменить гидрофильность поверхности на гидрофобность, что положительно сказалось на удерживании нефтепродуктов в порах торфяной матрицы.
Как отмечают авторы, технология обработки торфа низкотемпературной плазмой может быть внедрена в промышленную практику при производстве экологически чистых и недорогих сорбентов. Кроме повышения эффективности, модификация также влияет на устойчивость гранул к внешним воздействиям, включая влагу и возгорание, что упрощает условия их хранения и транспортировки.
Работа российских ученых открывает перспективы более широкого использования природных материалов в борьбе с экологическими загрязнениями и предлагает эффективную альтернативу синтетическим сорбентам.
Источник: Минобрнауки РФ
