Международный научный коллектив ученых Университета МИСИС и Научно-практического центра Национальной академии наук Белоруссии по материаловедению предложил новый нанокомпозит, способный очищать воду от крайне токсичного промышленного отхода — шестивалентного хрома. Этот металл, используемый в процессах хромирования, превосходит по опасности даже радиоактивные вещества и пестициды.
Новый нанокомпозит на основе феррита кобальта и оксида цинка помогает снизить токсичность хрома, превращая его в более безопасную трехвалентную форму. Результаты исследования опубликованы в журнале Solid State Sciences (Q2).
Шестивалентный хром — это токсичная форма хрома, которая представляет угрозу для окружающей среды и здоровья человека, поскольку обладает канцерогенными свойствами и может накапливаться в организме. Этот элемент редко встречается в природе и часто используется в промышленных процессах, таких как хромирование, производство красителей, консервантов, антикоррозийных покрытий и т.д. Существующие методы его утилизации часто требуют значительных затрат энергии или применения дорогостоящих реагентов, что делает их трудозатратными и экономически невыгодными. Кроме того, многие из них не обеспечивают полного удаления шестивалентного хрома или приводят к образованию других опасных отходов.
Новый нанокомпозит для очистки воды, разработанный учеными Университета МИСИС и НПЦ НАН Белоруссии по материаловедению, состоит из недорогих материалов — наночастиц феррита кобальта (CoFe2O4) и оксида цинка (ZO), что позволяет снизить конечную стоимость фотокатализатора. Предложенная технология получения композита предполагает использование высокотемпературных водных растворов при высоком давлении пара. Это позволяет значительно повысить его эффективность в преобразовании шестивалентного хрома в менее опасную трехвалентную форму.
«Эксперименты показали, что новый нанокомпозит CoFe2O4/ZO обладает большей эффективностью фотовосстановления шестивалентного хрома по сравнению с отдельными наночастицами феррита кобальта и оксида цинка. Также было обнаружено, что нанокомпозит обладает усовершенствованными электрокаталитическими свойствами, что указывает на улучшенное пропускание электронов на интерфейсе при восстановлении хрома», — рассказала Дарья Тишкевич, к.ф.-м.н., младший научный сотрудник лаборатории функциональных низкоразмерных структур НИТУ МИСИС.
Представленный нанокомпозит может использоваться не только для очистки сточных вод от шестивалентного хрома, но и в других областях. Например, для детоксикации вредных химических веществ или в качестве фотокатализатора для разложения органических загрязнителей.
В дальнейшем ученые планируют исследовать эффективность данного нанокомпозита при очистке других известных органических загрязнителей, таких как красители, удобрения и пестициды, которые являются наиболее опасными для природы и здоровья человека при производстве и утилизации.
