Эффективный способ очистки фильтров строчных вод

02.03.2022

Китайские ученые разработали многоразовые катализаторы на основе наночастиц, которые включают в себя глюкозу, чтобы помочь эффективно разрушать загрязняющие вещества внутри фильтров для очистки сточных вод, не повреждая сами фильтры.

Как правило, грязные фильтры для сточных вод очищаются с помощью сильных кислот, щелочей или окислителей. Хлорсодержащие окислители, такие как отбеливатели, могут разрушить самый стойкий органический мусор. Но они также повреждают полиамидные мембраны, которые используются в большинстве коммерческих систем нанофильтрации, и производят токсичные побочные продукты. 

Более мягкой альтернативой отбеливателю является перекись водорода, но она медленно разлагает загрязняющие вещества. Ранее ученые объединили перекись водорода с оксидом железа для образования гидроксильных радикалов, которые повышают эффективность перекиси водорода в процессе, известном как реакция Фентона, которая позволяет разрушать многие органические вещества. Однако для того, чтобы реакция Фентона очистила фильтры, необходимы дополнительные перекись водорода и кислота, что увеличивает финансовые и экологические затраты. Чтобы избежать этого, китайские ученые использовали фермент глюкозооксидазы, который одновременно образует перекись водорода и глюконовую кислоту из глюкозы и кислорода. Они объединили наночастицы глюкозооксидазы и оксида железа в систему, которая катализирует расщепление загрязняющих веществ на основе реакции Фентона, создав эффективную и деликатную систему очистки для мембранных фильтров.

Ученые сравнили новый метод очистки с другими методами. Они обнаружили, что первый способ лучше подходит для разрушения обычных загрязнителей бисфенола А и метиленового синего красителя. Кроме того, он позволяет сохранить большее количество структуры мембраны. Затем команда ученых объединила глюкозооксидазу и оксид железа в одну наночастицу. Наконец, они проверили способность новых наночастиц очищать пропитанные метиленовым синим нанофильтрационные мембраны, которые они загрязняли и очищали в течение трех циклов. После каждого цикла очистки наночастицы извлекались с помощью магнита и повторно использовались с новой глюкозой для активации катализатора. 

После очистки у мембран на 94% восстановилась их первоначальная способность фильтрации воды. Поскольку для наночастиц не требуются сильнодействующие химикаты, и их легко восстановить, новая система, как отмечают ученые, является "более экологичным" и экономически эффективным подходом к очистке нанофильтрационных мембран.

<< Назад: Ностальгия снижает физическую боль 03.03.2022

>> Вперед: Экологически чистое топливо на основе углекислого газа 02.03.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Брызгуны на помощь 22.04.2016 Брызгунами называется род лучеперых рыб отряда окунеобразных, отличающихся способностью брызгать водой с целью сбить насекомых, которыми они питаются. В зависимости от размера брызгун может "стрелять" на расстояние до двух метров. Благодаря такой способности брызгуны в своем английском наименовании - archerfish - стали популярны в ВМФ США, и этим именем были названы 2 подводных лодки, одна типа Balao во время Второй мировой войны, а вторая атомная класса Sturgeon, состоявшая на вооружении с 1971 г. по 1998 г. В 2003 г. ВМФ США объявил о начале программы под названием "Система нейтрализации мин с воздуха", которая предполагала создание управляемого на расстоянии аппарата для борьбы с минами. В качестве базового концепта был выбран проект Archerfish, предложенный британской компанией ВАЕ Systems, и его разработка началась в 2007 г. А в этом году Министерство обороны США заключило с ВАЕ Systems контракт на сумму $22 млн. на промышленное производство "Брызгуна". В отличие от других автономных противоминных подводных устройств Archerfish может запускаться не только с кораблей, но и с вертолетов - в данном конкретном случае с вертолета Сикорского MH-60S. После того, как аппарат выпускается в воду, он движется под водой в поисках мин, а управляет им с вертолета оператор, передавая команды по оптиковолоконному кабелю. Двойной движитель позволяет Archerfish работать в двух режимах: движения по направлению к цели и зависания для идентификации и уничтожения цели. Когда "Брызгун" обнаруживает мину с помощью гидролокатора и видеокамеры, оператор дает команду на поражение с помощью боеголовки направленной энергии. Какой именно, ВАЕ Systems не упоминает, но тут же указывает, что компания также разрабатывает и поставляет современные программируемые мины с использованием новых нечувствительных взрывчатых веществ с пластичным связующим - надо полагать, нечувствительных к "Брызгуну".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025