Современные вызовы экологии требуют инновационных решений, особенно когда речь идет о защите водных ресурсов. Команда сотрудников Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Дальневосточного отделения Российской академии наук (ДВО РАН) разработала перспективную технологию, способную очищать воду от растворенного урана с рекордной эффективностью вплоть до 95%. Это стало возможным благодаря объединению передовых знаний и целеустремленной работы ведущих ученых региона.
Прорыв в подборе сорбентных материалов
В основе нового изобретения лежит уникальный композит — материал, способный избирательно концентрировать и удалять опасные радиоактивные элементы из водных растворов. Сорбент включает пористые железооксидные системы с внедренным наночастичным железом. Для его производства применяли инновационный подход: синтез монолитного композита с помощью элементорганических полимеров, разработанных в стенах ДВФУ.
Процесс изготовления такого сорбента реализуется через золь-гель технологию. На определённых этапах получения материала формируется гелеобразная структура, что дает возможность оптимизировать микропористость будущего сорбента и значительно увеличить активную площадь его поверхности. Композит проходит усовершенствованные методы термовосстановительной обработки, в результате чего удаётся достичь идеального соотношения структуры и химического состава — необходимого для эффективного взаимодействия с ураном.
Преимущества и инновации новой методики
Как отмечает Евгений Папынов, старший научный сотрудник Института химии ДВО РАН и лаборатории ядерных технологий школы естественных наук ДВФУ, ключевой отличительной чертой нового материала является его микроструктура. Применение элементорганических полимеров в сочетании с золь-гель методом позволило увеличить удельную поверхность композита в несколько раз по сравнению с традиционными сорбентами. Это прямо отражается на увеличении количества активных участков, которые обеспечивают более эффективное связывание и выведение урана из водной среды.
Особое внимание заслуживает также наличие магнитных свойств у полученного сорбента. Они позволяют значительно упростить и ускорить процедуру отделения насыщенного ураном осадка от очищенной воды с помощью методов магнитной сепарации. Такой подход делает процесс очистки не только результативным, но и доступным для внедрения в действующие производственные и бытовые системы водоподготовки.
Гибкость применения и экологическая безопасность
Инновационный сорбент подходит для внедрения как в крупных промышленных комплексах, так и в муниципальных и частных системах водоочистки. Материал может использоваться для очистки промышленных и бытовых вод, а также для обработки природных источников, подвергшихся радиоактивному загрязнению, включая сточные и морские воды.
Механика применения проста: сорбент добавляется в воду в пропорции 1:100. Очистительный процесс происходит при обычной комнатной температуре и, в зависимости от степени загрязнения, занимает от трёх до сорока восьми часов. По завершении процедуры вода подвергается фильтрации, а сорбент, собравший на себя уран, отделяется магнитным способом.
Команда единомышленников и признание науке
Разработка столь инновационного решения стала возможной благодаря совместным усилиям выдающихся специалистов. Весомый вклад в проект внесли руководитель отдела сорбционных технологий Института химии ДВО РАН Валентин Авраменко, исследователь Артур Драньков, а также Светлана Красицкая, сотрудник Школы естественных наук ДВФУ. Слаженная работа этого коллектива позволила создать по-настоящему нужный и своевременный продукт, способный менять ситуацию в сфере экологической безопасности региона и страны в целом.
Оптимистичный взгляд на будущее
Запатентованное изобретение открывает перед промышленностью и сферой жизнеобеспечения новые горизонты по обеспечению безопасности воды. Надежный, доступный и весьма эффективный материал способен исправить ситуацию там, где прежние методы оказались малоэффективны. Достижение ДВФУ и ДВО РАН — это наглядный пример того, как отечественной науке по силам вдохновлять перемены, делая окружающую среду чище и безопаснее для будущих поколений. Положительный опыт команды, возглавляемой Евгением Папыновым, Валентином Авраменко, Артуром Драньковым и Светланой Красицкой, вселяет уверенность в то, что общими усилиями возможно справляться даже с самыми сложными экологическими вызовами.
Источник: scientificrussia.ru
