Материалы портала «Научная Россия»

Фильтр на основе нового материала очищает воду быстрее и лучше

Фильтр на основе нового материала очищает воду быстрее и лучше
Фильтр на основе полимера β-циклодекстрина удаляет из воды 95% бисфенола А в течение 10 секунд, и после этого легко отмывается.

Химики из Корнелльского университета (США), под руководством ассоциированного профессора Уильяма Дичтеля (William Dichtel) разработали на основе созданного ими нового полимерного материала фильтр, существенно превосходящий эффективностью существующие промышленные образцы. Их статью об этом, опубликованную в журнале Nature, пересказывает сайт журнала Science.

В основе инновационного фильтра лежит полимер β-циклодекстрин — сложное органическое вещество, состоящее из молекул сахара циклодекстрина и молекул фталонитрила тетрафторэтилена, в кольце которых шесть атомов углерода. Чтобы соединить эти вещества вместе, ученые поместили их в раствор карбоната калия и тетрагидрофурана.

В результате получилась пористая трехмерная структура с отличными фильтрующими свойствами, которые обеспечиваются двумя главными факторами. Во-первых, это высокая способность циклодекстрина образовывать химические связи с другими органическими веществами. Во-вторых, большая (за счет пористой структуры) площадь поверхности получившегося материала: 250 м2 на грамм. Иными словами, 2 г нового полимера имеют эффективную поверхность, равную баскетбольной площадке.

В опытах американских ученых фильтр, сделанный из циклодекстринового полимера, всего за 10 секунд отфильтровывал из водного раствора 95% бисфенола А — вещества, применяющегося в промышленности в качестве отвердителя пластмасс и вредного как для природы, так и для здоровья человека. Поскольку молекулы бисфенола А, по меркам органических веществ, очень малы, отфильтровать их непросто. Самый эффективный угольный фильтр, взятый для сравнения, удалил за то же время из водного раствора только 53%.

Пример бисфенола демонстрирует, что новый фильтр способен столь же хорошо очищать воду и от других органических веществ, включая те, у которых молекулы имеют малый размер. Разработка профессора Дичтеля с коллегами имеет и еще один плюс: она потом легко моется метанолом, при комнатной температуре, и после этого снова готова к употреблению. Угольные фильтры для очистки необходимо нагревать.

Разработчики рассчитывают, что их фильтр можно будет внедрить в серийное производство и использовать не только для личных нужд, но и для промышленных — в том числе в странах «третьего мира», где проблема нехватки чистой воды, в первую очредеь, питьевой, стоит особенно остро.

Другие ученые также оптимистично оценивают разработку химиков Корнелльского университета. Так, Сьюзан Ричардсон (Susan Richardson), химик-эколог из университета Южной Каролины в Колумбии (США), сказала, что концепция нового фильтра «выглядит очень многообещающе» и что пока у нее не видно существенных недостатков.

Проблема фильтрации, и не только воды, сейчас в мире стоит остро, и ученые разных стран ведут разработки в этой области. Так, в уходящем году стало известно о создании нового фильтра, механически отделяющего воду от нефти. Впрочем, иногда специальные приспособления и не нужны — как недавно выяснилось, книга, фильтруя воду, удаляет из нее 99% бактерий. Не совсем обычная книга, но все же.

β-циклодекстрин бисфенол очистка воды полимеры фильтр

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий