Созданы мембраны для очистки воды с помощью магнитного поля
В Дагестанском государственном университете разработали пористые композитные мембраны, которые разлагают стойкие органические загрязнители в воде под воздействием ультразвука и переменного магнитного поля. Эффективность очистки при ультразвуковом воздействии достигает 96%.
«В нашем исследовании мы показали, что эффективная деградация органических загрязнителей возможна под действием переменного магнитного поля с частотой всего несколько герц. Это принципиально иной подход», — приводятся в тексте слова руководителя исследования, кандидата химических наук Фарида Оруджева.
В основе технологии — композитные мембраны на основе фторполимера и наночастиц гексаферрита бария. При воздействии ультразвука мембрана работает в режиме пьезокатализа: она генерирует гидроксильные радикалы, которые разлагают токсичные вещества на безвредные компоненты. По данным исследователей, впервые в мире на мембранах данного типа был продемонстрирован магнитно-индуцированный пьезокатализ. В этом режиме переменное магнитное поле вызывает микродеформации частиц внутри мембраны, они передаются полимерной матрице и формируют внутренние электрические поля, разрушающие загрязнения.
Оруджев отметил, что большинство подобных работ в мире основано на применении высокочастотных электромагнитных полей, требующих значительных энергетических затрат и специализированного оборудования. В разработке ДГУ каталитические процессы запускаются с помощью слабых низкочастотных магнитных полей, без прямого контакта, без света и без сложных высокочастотных систем.
Ректор ДГУ Муртазали Рабаданов назвал разработку примером того, как фундаментальная наука решает прикладные экологические задачи. Он отметил, что создание энергоэффективных и бесконтактных технологий глубокой очистки воды важно для глобальной экологии, устойчивого развития регионов, промышленности и сельского хозяйства.
Мембраны обладают высокой механической стабильностью и способны работать в многоразовых циклах без потери свойств. В перспективе технология может использоваться для создания компактных фильтров очистки промышленных стоков, автономных систем водоочистки, активируемых удаленно с помощью физических полей, а также новых типов пьезоэлектрических генераторов энергии.
Разработка создана исследователями лаборатории Smart materials ДГУ. Результаты работы опубликованы в международном журнале Materials Today Catalysis издательства Elsevier.
Исследование выполнено при грантовой поддержке Российского научного фонда, проект «Гибридные магнито-пьезоэлектрические наногенераторы как новый класс умных фотокатализаторов».
Источник: ТАСС. Наука.