Сотрудники Института химии твердого тела и механохимии СО РАН создали биосорбент из обработанных отходов сельскохозяйственных производств — шелухи гречихи. Этот сорбент предназначен для очистки сточных вод и естественных водоемов от тяжелых металлов. В частности, его можно будет добавлять в картриджи домашних фильтров питьевой воды.
Образцы гречневой шелухи
«Этот сорбент представляет собой обработанную шелуху гречихи — биовозобновляемый материал, он имеется у нас в России в больших объемах и пока ему не нашли достойного применения. В шелухе гречихи много меланина — полимера, который может сорбировать металлы. Мы научились модифицировать его таким образом, чтобы повышать сорбционную способность, но чтобы при этом он оставался стабильным и полученный продукт можно было загружать в очистительные системы. Наш биосорбент должен работать как самостоятельно для локальной очистки водоема, так и в других водомобильных системах для очистки проточной воды», — рассказала старший научный сотрудник ИХХТМ СО РАН кандидат химических наук Татьяна Сергеевна Скрипкина.
Шелуху гречихи ученые доводят до состояния сорбента механохимически в специальных мельницах, во время обработки в перемалываемую субстанцию вносятся подобранные химиками окислители. Нужно создать такие условия, при которых меланин, который запрятан глубоко в клетках гречневой шелухи, не смоется, а останется доступным, чтобы вытягивать из воды загрязнители, в частности тяжелые металлы.
Татьяна Скрипкина и прототип установки по переработке гречневой шелухи
Сначала технология испытывалась на лабораторных мельницах, но сейчас ее переводят на промышленные, которые могут обрабатывать тонны продукта в час. Шелуха гречки — сырье очень дешевое, поэтому технология тоже должна быть доступной: необходимо добавить всего 5 % окислителя, чтобы получить сорбент. «У нас проведены отдельные работы по расчету энергоэффективности всех этих процессов. Мы знаем, каким образом можно сделать механохимическую обработку энергоэффективной, снизить энергопотребление на удельный вес получаемого продукта. Активированный уголь сейчас стоит около 500 рублей за килограмм. Точные расчеты стоимости нашего сорбента еще не проводились, но я думаю, что он будет как минимум вдвое дешевле», — отметила Татьяна Скрипкина.
В частности, в домашних фильтрах в картриджах для очистки питьевой воды от тяжелых металлов сейчас используется ионообменная смола, она достаточно дорогая и представляет собой ценный продукт для других применений. Сорбенты из из шелухи гречихимогли бы ее заменить. Также есть работы, показывающие, что меланин способен бороться с бактериальными загрязнениями, но это направление требует отдельных исследований.
Исследование проводится в рамках гранта правительства Новосибирской области.
Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.
Диана Хомякова
Фото Кирилла Сергеевича
