Ученые из Наньянского технологического университета в Сингапуре (NTU Singapore) в сотрудничестве с коллегами из Высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) в  Швейцарии создали мембрану из побочных продуктов производства растительного масла, которая способна отфильтровывать тяжелые металлы из загрязненной воды. Об этом сообщает научный портал Eurekalert. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.

Исследовательская группа под руководством профессора Али Мисереза из Школы материаловедения и инженерии NTU Singapore и приглашенного профессора Раффаэле Меззенга из отделения медицинских наук и технологий ETH Zurich обнаружила, что белки, полученные из побочных продуктов производства арахисового или подсолнечного масла способны очень эффективно притягивать ионы тяжелых металлов.

В ходе исследований было установлено, что этот процесс притяжения, называемый адсорбцией, способен очищать загрязненную воду до степени, соответствующей международным стандартам питьевой воды. Мембрана, созданная исследователями по итогам этой работы, может стать дешевым, устойчивым и масштабируемым средством очистки воды от тяжелых металлов.

При производстве коммерческих бытовых растительных масел образуются побочные продукты, называемые жмыхом из семян масличных культур – богатые белком остатки, которые остаются после того, как масло было извлечено из сырого растения. Они представляют собой наноразмерные веревкообразные структуры, состоящие из плотно сплетенных белков, – так называемые белковые амилоидные фибриллы.

Исследователи объединили извлеченные амилоидные фибриллы с активированным углем (обычно используемым фильтрующим материалом) для формирования гибридной мембраны. Они обнаружили, что их мембраны фильтруют до 99,89% тяжелых металлов в образцах загрязненной воды. Среди трех протестированных типов металлов фильтр оказался наиболее эффективным для свинца и платины, за которыми следуют хром.

Профессор Мисерес отметил: «Загрязнение воды остается серьезной глобальной проблемой во многих частях мира. Тяжелые металлы представляют большую группу загрязнителей воды, которые могут накапливаться в организме человека, вызывая раковые и мутагенные заболевания. Современные технологии их удаления энергоемки, требуют энергии для работы или очень избирательны в отношении того, что они фильтруют».

Исследователи также отмечают, что еще одним большим преимуществом является то, что эта фильтрация требует мало энергии или вообще не требует ее, в отличие от других методов, таких как обратный осмос, для которых требуется электричество. Отчет об итогах работы научной группы NTU Singapore и ETH Zurich был опубликован в журнале Chemical Engineering.

Исследовательская группа под руководством NTU использовала дешевый шрот из масличных культур двух широко распространенных растительных масел: подсолнечного и арахисового. Гибридная мембрана, изготовленная из амилоидов белка подсолнечника, потребует всего 16 кг белка для фильтрации в питьевую воду объема, примерно равного олимпийскому бассейну.

«Процесс легко масштабируется благодаря его простоте и минимальному использованию химических реагентов, что указывает на устойчивые и недорогие технологии очистки воды. Это позволяет перерабатывать потоки отходов для дальнейшего применения и полностью использовать различные промышленные пищевые отходы в полезных целях», – подчеркнул аспирант NTU Сун Вей Лонг.

Захваченные из воды металлы могут быть извлечены и подвергнуты дальнейшей переработке. После фильтрации мембрану, используемую для улавливания металлов, можно просто сжечь, оставив металлы. «Хотя такие металлы, как свинец или ртуть, ядовиты и могут быть безопасно утилизированы, другие металлы, такие как платина, находят ценное применение при создании электроники и другого высокотехнологичного оборудования», – пояснил профессор Мисерес.

По его словам, новый тип мембраны можно использовать для фильтрации любых видов тяжелых металлов, а также органических загрязнителей, таких как PFAS (перфторалкильные и полифторалкильные соединения), которые представляют собой химические вещества, которые используются в широком спектре потребительских и промышленных товаров.

Исследователи также уточняют: какой именно объем воды может отфильтровать разработанная ими мембрана, будет определять концентрация тяжелых металлов в загрязненной воде.

По их оценкам, для извлечения килограмма драгоценной платины, который стоит сейчас около 33 000 долларов США, потребуется всего 32 кг белка, а для извлечения того же количества золота, которое стоит почти 60 000 долларов США за 1 кг, потребуется лишь около 16 кг белка. Учитывая, что эти белки получают из производственных отходов стоимостью менее 1 доллара США за кг, это потенциально дает большую экономическую выгоду.

Вам может понравиться

Мегалодон был способен за несколько укусов съесть добычу размером с косатку

Ученый Джон Хатчинсон из Королевского ветеринарного колледжа в Великобритании и его коллеги создали первую 3D-реконструкция огромной древней акулы мегалодона. Это помогло представить, что она была даже больше, чем считалось ранее.

В США создали недорогую технологию трубных фильтров для улавливания углерода

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли разработали дешевую и энергоэффективную технологию улавливания углерода, которую со временем можно будет применять ко всему – от заводских дымовых труб до автомобильных выхлопов. Об

В Китае научились получать метан из выбросов углекислого газа

Исследовательская группа Университета Сучжоу в КНР разработала простую методику создания катализаторов на основе медно-кобальтовых сплавов, которые обеспечивают эффективное выделение метана в электрокаталитическом восстановлении диоксида углерода. Об этом сообщает портал Eurekalert.
Погода в России: