Исследовательский коллектив Института проблем горения реализует проект по разработке и созданию прототипа портативных фильтров для очистки воды от бактерий и ксенобиотиков в полевых условиях.
Объектом исследования является прототип нового отечественного гибридного сорбента на основе нанопористого, модифицированного аминогруппами активированного угля и низкоэтерифицированного пектина получаемых из отечественной растительной биомассы (рисовая шелуха, свекловичный жом и т.д.) для использования его в качестве универсального портативного фильтра для водоочистки, способного эффективно удалять ионы поливалентных металлов и ксенобиотики органического происхождения.
Для гибридного адсорбционного фильтра на основе модифицированных нанопористых углеродных сотовых монолитов и креогелей выделен пектин из овощного и фруктового жома (сахарная свекла, яблоки). Криогели получены из деэтерифицированного пектина и хитозана. Оптимизированы реология гидрогелей, а также состав углеродных сотовых монолитов на основе рисовой шелухи.
Изготовлена пробная экспериментальная партия углеродных монолитов из молотой рисовой шелухи и связующего путем экструзии, карбонизации и активации. Изучены и осуществлен контроль физико-химических свойств полученных сорбентов с помощью физико-химических методов анализа: ИК-спектроскопия, СЭМ/ЭДРС-анализ, элементный (CHNO)-анализ, низкотемпературная адсорбция азота.
Исследование направлено на создание прототипа отечественного гибридного сорбента для водоочистки, основанного на модифицированном аминогруппами активированном угле и макропористых полисахаридных криогелях, получаемых из возобновляемой биомассы.
Сорбент эффективно удаляет ионы токсичных металлов и органические ксенобиотики, при этом сохраняет структурную целостность, минимизируя пыление. Наличие макропор в углеродном носителе и криогеле обеспечивает высокую проницаемость фильтра, скорость потока воды и низкий перепад гидродинамического давления.
Результаты проекта дают возможность получения гибридного адсорбционного фильтра для водоочистки от неорганических и органических ксенобиотиков, получаемого из возобновляемой биомассы, комбинированная структура которого состоит из высокопористого углеродного носителя сотовой архитектуры.
По результатам проекта будет разработан и апробирован прототип портативных гибридных фильтров для очистки воды как от поливалентных токсичных металлов (мышьяк, свинец, марганец, кадмий, ртуть и т.д.), так и от органических загрязнителей, включая пестициды, бактериальные токсины и другие ксенобиотики, в особенности, содержащие в своей структуре непредельные-ароматические фрагменты за счет иерархии микро-мезопористой структуры УМ монолита.
Научный проект AP23485436 Разработка портативных гибридных фильтров для воды на основе модифицированных нанопористых углеродных монолитов сотовой структуры и криогелей, полученных из возобновляемой биомассы
Научный руководитель Жандосов Жакпар Маратович, кандидат химических наук
