2018-06-15 10:53:00
Наша страна / Российские ученые превратили графит и магнитные частицы в оригинальную систему для очистки воды от нефтяных пятен, простую для изготовления и использования. Метод ее производства представлен в Journal of Physics and Chemistry of Solids.
Для борьбы с последствиями разливов нефти в морях и океанах обычно используют химические средства. Наиболее известное из них — диспергирующий агент под маркой Corexit. В 2010 году, при ликвидации последствий аварии на буровой платформе Deep Horizon в Мексиканском заливе, в море вылили около семи миллионов литров этого вещества.
Два года спустя экологи выяснили, что это больше навредило моллюскам и рыбам, чем сам разлив нефти. У них снизилась выносливость, сообразительность и скорость движения. Поэтому ученые активно работают над альтернативными методиками борьбы с нефтяными пятнами, для чего используют микробы и различные наноматериалы.
Российские химики под руководством Артема Малахо из Московского государственного университета уже несколько лет разрабатывают альтернативу Corexit, экспериментируя с «активированным углем» из природного графита.
Графит можно превратить в пористый материал, способный поглощать жидкость и газ в большом объеме. Для этого его надо обработать сильными кислотами и затем резко нагреть. В результате слои графита, расположенные параллельно, займут более хаотичное положение и в материале возникнет множество пустот.
Этот пористый графит можно намагнитить, добавив в него наночастицы с магнитным материалами, и он превратится в эффективный и дешевый поглотитель нефти. Это позволяет засеивать графитным порошком нефтяные пятна, а затем собирать их при помощи магнита.
С другой стороны, изготовить такой намагниченный графит не так-то просто – сначала необходимо вымочить его в солях железа, а после сушки превратить их в наночастицы при помощи водорода. Это очень долгий и дорогой процесс, который делает графит ненамного более привлекательным, чем обычные сорбенты.
Малахо и его коллеги ликвидировали этот недостаток, пропитывая графит не солями железа, а соединениями железа, никеля и кобальта. При высушивании атомы этих металлов объединяются в нанокристаллы, обладающие магнитными свойствами. Это происходит за несколько секунд и не требует применения водорода.
Один грамм такого материала, как показали опыты, поглощает примерно 50 граммов нефти, что в десятки раз больше, чем у обычного активированного угля, торфа и других природных сорбентов и сопоставимо с эффективностью работы полиуретана и прочих синтетических диспергентов. Сейчас ученые работают над созданием других систем для борьбы с нефтяными загрязнениями, которые помогут удалять нефть не только с поверхности, но и из толщи воды.
- страна: Россия
- отрасль: Наука и образование