Новые виды эффективных наноструктурных сорбентов на основе минеральных и синтетических носителей для создания технологий очистки водных сред Арктической зоны от тяжёлых металлов и микробиологических загрязнений

Проект направлен на разработку и практическое применение серии криорезистентных наноструктурных сорбентов нового поколения с возможностью многократной регенерации для восстановления исходной сорбционной емкости. Новые сорбенты позволят эффективно решить проблему удаления из водных сред токсичных тяжелых металлов и микробиологических загрязнений. Известно, что на текущий момент сорбция является одним из наиболее доступных и дешевых методов глубокой очистки воды от целого ряда растворенных химических загрязнителей. Преимуществами этого метода среди существующих методов очистки (механические, термические, реагентные и безреагентные и др) являются возможность поглощения веществ из многокомпонентных смесей и высокая степень очистки, особенно слабо концентрированных сточных вод. К настоящему времени в качестве сорбентов протестировано и нашли практическое применение большое количество различных природных и искусственных пористых материалов: цеолиты, торф, зола, коксовая мелочь, силикагели, алюмогели и др. В настоящее время в качестве сорбентов для очистки воды от ионов тяжелых металлов успешно используют модифицированные целлюлозосодержащие материалы, бентонитовую глину, природные цеолиты алюмосиликаты и ряд других. Однако, на сегодняшний день мало доступных и эффективных сорбентов, позволяющих эффективно удалять широкий спектр химических и микробиологических загрязнений при обычных температурах, а при пониженных в диапазоне (0 °С – 10 °С) таковые вообще отсутствуют. Очевидно, что на сорбционную ёмкость оказывает влияние температурный фактор. Понижение температуры окружающей среды ухудшает их эксплуатационные свойства, снижая сорбционную ёмкость сорбентов вплоть до нуля. Арктический регион отличается сложными климатическими условиями. На территории Арктики, отрицательная температура держится практически круглый год. Именно поэтому актуальной задачей является разработка и применение сорбентов, способных активно работать и при низких температурах. Как известно, понижение температуры ослабляет хемосорбцию и усиливает физическую адсорбцию, при этом электрокинетическая адсорбция зависит от температуры неоднозначно. Таким образом, научная новизна заключается в эффективном использовании синергетического эффекта всех видов адсорбции в сорбционном материале, свойства которого не будут зависеть принципиально от температурных условий. В ходе проекта, впервые будут разработаны серии криорезистентных наноструктурных сорбентов с возможностью многократной регенерации для восстановления исходной сорбционной емкости, позволяющих эффективно удалять из водных сред токсичные тяжелые металлы и микробиологические загрязнения при пониженных температурах (0 °С – 10 °С).