Новая ловушка опасных металлов

Ученые из Института неорганической химии СО РАН разработали новый углеродный материал, способный поглощать ртуть и другие опасные металлы в 10 раз эффективнее всем известного сорбента - активированного угля и в 6 раз – синтетических смол.

Речь идет о таких опасных загрязнителях, как тяжелые металлы и, в частности, ртуть, которая содержится в сточных водах в виде солей, а в воздухе – в свободном состоянии в виде паров.

Ученые разработали новый сорбент ртути (поглотитель), основа которого – всем известный углерод, однако его эффективность, избирательность (по отношению к тому или иному элементу), стойкость, прочность, способность восстанавливаться значительно превосходит своего «прадедушку» – активированный уголь.

Секрет кроется в основе сорбента, то есть матрице, состоящей из синтетического углеродного композита, который получают из обыкновенной сажи. Углеродный композит имеет так называемую мезопористую структуру, то есть структуру с упорядоченной системой пор, имеющих один и тот же контролируемый диаметр (от нескольких единиц до десятков нанометров). Такую мезопористую матрицу легко использовать для создания наноструктур и особенно нанокомпозитов, в которых внутреннее пространство мезопор заполнено другим веществом. Композиты с мезопористой структурой могут обладать необычными физическими и химическими свойствами, в данном случае – адсорбирующими. Высокие сорбционные свойства по отношению к ртути исследователи достигли за счет создания в синтетическом углеродном композите активированных центров путем его окисления. Эти центры и захватывают ртуть. Проведенные промышленные испытания нового углеродного композита показали, что при пропускании через него 960 м3 загрязненных вод, содержащих 1,48 мг ртути в 1 л воды, в сорбенте «осело» 1,42 кг ртути. То есть эффективность сорбента оказалась практически стопроцентной.

Небольшая модификация композита позволяет превратить его в не менее эффективный сорбент других опасных элементов.