Очистка загрязнённой воды с помощью нановолоконных мембран
Загрязнение воды нефтепродуктами создаёт плёнку, снижающую уровень кислорода и вносящую токсичные вещества, что угрожает водным растениям, животным, почве и здоровью человека.
Существующие методы разделения нефти и воды могут быть дорогими, сложными и иногда сами вносят загрязнители. Например, мембранные материалы, служащие барьером для удержания масла, часто имеют низкую эффективность и недолговечны.
В журнале Biointerphases исследователи из Китая представили метод изготовления мембран, повышающий их эффективность и срок службы. Технология демонстрирует эффективность разделения эмульсии петролейного эфира в воде более 99%.
Команда создала нановолоконную мембрану методом электроспиннинга, при котором капля жидкого полимера электризуется и растягивается в волокна. Шероховатость поверхности мембраны была увеличена за счёт нанесения наночастиц серебра.
В воде эта шероховатая поверхность способствует формированию стабильного гидратационного слоя, который действует как барьер, не позволяющий каплям масла проникнуть в мембрану.
«Этот гидратационный слой эффективно препятствует прохождению капель масла, снижая загрязнение мембраны и повышая её проницаемость и эффективность разделения», — заявил автор работы Цзиньдань У.
Наночастицы серебра также усиливают антибактериальные свойства мембраны, минимизируя риск её коррозии микроорганизмами.
«Мы обнаружили, что шероховатость поверхности мембраны и прочность гидратационного слоя являются критическими факторами, влияющими на её разделительную производительность и способность противостоять загрязнению», — сказал У. — «Эта концепция осаждения частиц на нановолоконные мембраны также имеет потенциал для широкого применения с другими материалами».
Текущая производительность данного метода изготовления относительно невысока. Однако группа надеется, что разработка таких материалов внесёт вклад в комплексное решение проблемы загрязнения воды.
«Загрязнение воды вызывается множеством источников, и нефтесодержащие сточные воды — лишь один из них», — отметил У. — «Крайне важно разрабатывать материалы для очистки воды от красителей, тяжёлых металлов и бактерий».