Химики из МГУ упростили очистку моря от загрязнений нефтью
Российские ученые превратили графит и магнитные частицы в оригинальную систему для очистки воды от нефтяных пятен, крайне простую для изготовления и использования. "Рецепт" по их производству был представлен в Journal of Physics and Chemistry of Solids.
Для борьбы с последствиями разливов нефти в морях и океанах обычно используются химические средства. Наиболее известным из них является диспергирующий агент под маркой Corexit. В 2010 году в процессе устранения последствий аварии на буровой платформе Deep Horizon в Мексиканском заливе в море было вылито около 7 миллионов литров этого вещества.
Как выяснили экологи через два года после ликвидации, попадание этого вещества в воду привело к еще более серьезным последствиям для здоровья моллюсков и рыб, чем сам разлив нефти, уменьшив их выносливость, сообразительность и скорость движения. По этой причине ученые сегодня активно разрабатывают альтернативные методики борьбы с нефтяными пятнами, используя микробов и различные наноматериалы.
Российские химики под руководством Артема Малахо из Московского государственного университета уже несколько лет разрабатывают альтернативу Corexit, экспериментируя с своеобразным "активированным углем", изготовленным из природного графита.
Графит, как относительно давно знают ученые, можно превратить в очень пористый материал, поглощающий большие количества жидкостей и газов, если обработать сильными кислотами и затем резко нагреть его. В результате этого слои графита, расположенные до этого параллельно друг другу, займут более "хаотичное" положение и внутри него возникнет множество пустот.
Подобный пористый графит можно превратить в очень эффективный и дешевый поглотитель нефти, если "намагнитить" его - добавить в него большое число наночастиц с магнитными материалами. Это позволяет засеивать порошком из графита нефтяные пятна и затем собирать их при помощи магнита, что упрощает и удешевляет эту процедуру.
С другой стороны, изготовить такой "намагниченный графит" не так то просто - для этого необходимо вымочить его в солях железа, и после сушки материала превратить их в наночастицы железа их при помощи водорода. Это очень долгий и дорогой процесс, который делает графит ненамного более привлекательным, чем обычные сорбенты.
Малахо и его коллеги ликвидировали этот недостаток "активированного графита", пропитывая его не солями железа, а соединениями железа, никеля и кобальта. При высушивании атомы этих металлов объединяются в нанокристаллы, обладающие магнитными свойствами, что происходит за несколько секунд и не требует применения водорода.
Один грамм такого материала, как показали опыты, поглощает примерно 50 грамм нефти, что в десятки раз больше, чем у обычного активированного угля, торфа и прочих природных сорбентов, и сопоставимо с эффективностью работы полиуретана и прочих синтетических диспергентов. Сейчас ученые работают над созданием других систем для борьбы с нефтяными загрязнениями, которые помогут удалять нефть не только с поверхности, но и из толщи воды.
