Новости химической науки > Яичная скорлупа для удаления загрязнений из воды

Исследователи из Китая разработали новый абсорбирующий материал, способный удалять производные шестивалентного хрома из воды. Основу материала составила мембрана яичной скорлупы, которую можно «добывать» из ненужной яичной скорлупы.

В воде можно найти соединения хрома в двух степенях окисления – Cr(III) и Cr(VI). При этом производные шестивалентного хрома представляют большую опасность для организмов и человека – они токсичны и канцерогенны, и, что самое неприятное, производные Cr(VI) хорошо растворимы в воде и поэтому достаточно мобильны.

Растворимость и мобильность производных шестивалентного хрома обуславливает необходимость разработки недорогих и эффективных методов удаления Cr(VI) из загрязненной воды. Существующие методы удаления производных шестивалентного хрома из воды основаны на его восстановлении, ионном обмене и абсорбции. Наиболее простым и дешевым способом очистки вод от производных Cr(VI) представляет собой абсорбция.

Мембрана яичной скорлупы способна не только к удалению Cr(VI) из загрязненной воды, но и к его частичному восстановлению до менее опасного трехвалентного состояния. (Рисунок из J. Mater. Chem., 2011, DOI: 10.1039/c1jm12329g)

Одной из разновидностей абсорбции является биосорбция, сорбентом для которой является материал природного происхождения, чаще всего источником такого сорбента могут являться отходы какого-либо производства.

Юмин Хуань (Yuming Huang) и Бин Лю (Bin Liu) разработали новый биосорбент на основе яичной скорлупы. Яичная скорлупа является отходом любого промышленного пищевого производства, в котором используются яйца, и как правило, этот отход не находит применения. Использование яичной скорлупы для создания биоматериала, способного удалять Cr(VI) из воды, может представлять собой хороший подход, открывающий возможности к применению биологических отходов для удаления токсичных загрязнений из воды.

Большая часть биосорбентов содержит в своем составе аминогруппы, способные связывать тяжелые металлы за счет эффекта хелатирования катионов металлов и/или абсорбции металлсодержащих анионов. Мембрана яичной скорлупы [eggshell membrane (ESM)] содержит большое количество поверхностных функциональных групп, включая аминогруппы, амидные и карбоксильные функциональные группы. Исследователи модифицировали мембрану яичной скорлупы полиэтиленимином [polyethyleneimine (PEI)], способным к хелатированию ионов многих металлов, и испытали получившийся в результате всех операций биоабсорбент на способность удалять производные Cr(VI) из воды. Было обнаружено, что новый материал понижает концентрацию Cr(VI) в образцах не только за счет процесса абсорбции, но и за счет того, что система PEI-ESM восстанавливает часть производных Cr(VI) до производных менее опасного Cr(III).

Стюарт Гибб из Института Вопросов Экологии (Великобритания) отмечает, что в последнее время появилось большое количество работ, наглядно демонстрирующих возможность применения различных биологических отходов в качестве исходного сырья для производства биосорбентов, удаляющих ионы различных токсикантов из воды. По словам Гибба, модификация мембраны яичной скорлупы полиэтиленимином представляет собой новый и интересный шаг в области комплексного подхода к переработке природного сырья.

Источник: J. Mater. Chem., 2011, DOI: 10.1039/c1jm12329g

метки статьи: #вопросы экологии, #новые материалы, #химическая технология, #химия поверхности, #химия полимеров