Эффективный способ очистки фильтров строчных вод

02.03.2022

Китайские ученые разработали многоразовые катализаторы на основе наночастиц, которые включают в себя глюкозу, чтобы помочь эффективно разрушать загрязняющие вещества внутри фильтров для очистки сточных вод, не повреждая сами фильтры.

Как правило, грязные фильтры для сточных вод очищаются с помощью сильных кислот, щелочей или окислителей. Хлорсодержащие окислители, такие как отбеливатели, могут разрушить самый стойкий органический мусор. Но они также повреждают полиамидные мембраны, которые используются в большинстве коммерческих систем нанофильтрации, и производят токсичные побочные продукты. 

Более мягкой альтернативой отбеливателю является перекись водорода, но она медленно разлагает загрязняющие вещества. Ранее ученые объединили перекись водорода с оксидом железа для образования гидроксильных радикалов, которые повышают эффективность перекиси водорода в процессе, известном как реакция Фентона, которая позволяет разрушать многие органические вещества. Однако для того, чтобы реакция Фентона очистила фильтры, необходимы дополнительные перекись водорода и кислота, что увеличивает финансовые и экологические затраты. Чтобы избежать этого, китайские ученые использовали фермент глюкозооксидазы, который одновременно образует перекись водорода и глюконовую кислоту из глюкозы и кислорода. Они объединили наночастицы глюкозооксидазы и оксида железа в систему, которая катализирует расщепление загрязняющих веществ на основе реакции Фентона, создав эффективную и деликатную систему очистки для мембранных фильтров.

Ученые сравнили новый метод очистки с другими методами. Они обнаружили, что первый способ лучше подходит для разрушения обычных загрязнителей бисфенола А и метиленового синего красителя. Кроме того, он позволяет сохранить большее количество структуры мембраны. Затем команда ученых объединила глюкозооксидазу и оксид железа в одну наночастицу. Наконец, они проверили способность новых наночастиц очищать пропитанные метиленовым синим нанофильтрационные мембраны, которые они загрязняли и очищали в течение трех циклов. После каждого цикла очистки наночастицы извлекались с помощью магнита и повторно использовались с новой глюкозой для активации катализатора. 

После очистки у мембран на 94% восстановилась их первоначальная способность фильтрации воды. Поскольку для наночастиц не требуются сильнодействующие химикаты, и их легко восстановить, новая система, как отмечают ученые, является "более экологичным" и экономически эффективным подходом к очистке нанофильтрационных мембран.

<< Назад: Ностальгия снижает физическую боль 03.03.2022

>> Вперед: Экологически чистое топливо на основе углекислого газа 02.03.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива В недрах Земли гелий поможет удержать железо и кислород 28.12.2018 Международная группа ученых провела исследование, которое показало, что после Большого взрыва в недрах нашей планеты образовалось много гелия. Именно этот элемент является средством, помогающим удержать железо и кислород. Исследователи из Китая и США после проведения полевых экспериментов смоделировали компьютерную модель нашей планеты, которая показала, что в недрах Земли железо и кислород удерживаются при помощи первичного гелия. Специалисты давно установили, что гелий является вторым по популярности химическим элементом после водорода, а в недрах Земли находятся большие его залежи. На сегодняшний день установлено, что сохраняется он в коре в виде соединения FeO2He, которое способно вступать в реакцию с оксидом железа. Такое взаимодействие приводит к образованию соединения, которое может сохранять стабильность даже при нагревании до температуры в четыре тысячи градусов по шкале Цельсия и сохраняться при давлении 135-300 гигапаскалей. Предполагается, что гелий находится на границе между мантией Земли и ее ядром. К этому выводу исследователи пришли после проведения компьютерного моделирования, используя алгоритм CALYPSO. Данное соединение в лабораторных условиях пока не получено, но ученые смогли синтезировать его аналог.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025