Российско-тайваньские инновации. Чистая вода с помощью нанотехнологий
Красноярские ученые совместно с коллегами из Тайваня разработали наночастицы магнетита с серебром, которые эффективно поглощают органические красители из воды. Эти наночастицы можно легко удалить с помощью магнитного поля и использовать повторно после обработки. Исследование было опубликовано в журнале Applied Surface Science.
Органические красители широко используются в различных отраслях промышленности для придания изделиям ярких цветов. Однако их попадание в сточные воды наносит значительный ущерб окружающей среде и водным экосистемам. Традиционные методы очистки не всегда справляются с такими загрязнителями.
Ученые из Красноярского научного центра СО РАН совместно с тайваньскими коллегами синтезировали наночастицы магнетита с серебром. Они исследовали их структуру и свойства, чтобы оценить возможность поглощения и разрушения органических красителей в воде.
«Огромным преимуществом магнитных наночастиц является возможность их удаления из жидкости с помощью магнитного поля и многократного использования».
- Оксана Иванова, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН
Магнетит, обладающий отличными магнитными свойствами и нетоксичностью, был выбран в качестве основного материала. Добавление серебра улучшило антибактериальные и каталитические свойства наночастиц.
«Серебро обладает высокой каталитической активностью, а магнетит имеет большой магнитный момент».
- Оксана Иванова
Метод синтеза наночастиц был тщательно продуман. Используя модифицированный сольвотермический метод, ученые получили пористую поверхность наночастиц магнетита, помещая реагенты с растворителем в автоклав под высоким давлением и температурой.
Термическая обработка при 200°C в течение нескольких часов позволила наночастицам магнетита преобразоваться в нанокристаллы с ядром из серебра. Продолжительная обработка создавала пористую структуру с множеством адсорбционных центров, что делало наночастицы эффективными для удаления загрязнений.
Способность новых частиц поглощать красители из воды была проверена на примере конго красного и метиленового синего. Высокопористые наночастицы быстро поглощали красители. После этого их можно было регенерировать для повторного использования, очищая простой промывкой в этиловом спирте.
«Наш подход имеет значительные преимущества, так как не требует дополнительной обработки поверхности наночастиц и добавления растворителей».
- Оксана Иванова
Российско-тайваньское сотрудничество в области синтеза и применения наночастиц магнетита с серебром открывает новые возможности для эффективной очистки воды. Ученые продолжают исследовать потенциал этих наночастиц для создания более чистой и безопасной окружающей среды.
