«Улучшенный» биоуголь удалил 99% тяжелых металлов из загрязненной почвы

Исследователи из Южного федерального университета (Ростов-на-Дону) создали нанокомпозит на основе биоугля и металл-органического каркаса. Металл-органические каркасы — это класс высокопористых координационных полимеров, состоящих из ионов или кластеров металлов, которые соединены между собой органическими молекулами. Соединения такой структуры имеют самые высокие сорбционные (впитывающие) характеристики среди всех пористых материалов. Они применяются в качестве катализаторов, а также для поглощения и разделения газов, в частности, улавливания углекислого газа. Размер пор, а также химические свойства металл-органических каркасов можно легко настроить, меняя компоненты в их составе, поэтому они очень удобны в качестве веществ, связывающих тяжелые металлы.

Для создания нанокомпозита авторы выбрали хорошо изученный железосодержащий металл-органический каркас. Его синтезировали в лаборатории, используя железный порошок и органическую кислоту. Биоуголь исследователи получили из соломы пшеницы — отхода, остающегося после сбора урожая. Компоненты будущего нанокомпозита смешали и выдержали 20 минут при 120°С.

Исследование структуры полученного материала показало, что металл-органический каркас в шесть раз увеличил площадь поверхности биоугля за счет дополнительных пор. Это говорит о том, что новый материал должен эффективнее «собирать» тяжелые металлы. Чтобы доказать это, ученые внесли нанокомпозит в образцы почвы, загрязненные заранее известными количествами свинца и меди. Для сравнения использовали биоуголь, в структуру которого не вводили металл-органический каркас.