Новости науки 26.04.02. Углеродные нанотрубки в борьбе за чистоту окружающей среды

Об использовании углеродных нанотрубок для создания фильтров для питьевой воды мы уже писали. Это, конечно, не единственное возможное "экологическое" применение нанотрубок - американские ученые показали, что нанотрубки могут быть полезны для нейтрализации вредных веществ, образующихся при сжигании мусора.

Диоксины и родственные им соединения являются высокотоксичными и стойкими загрязняющими агентами. Давно известно, что они являются источником раковых заболеваний, отрицательно влияют на иммунную и эндокринные системы, раздражают кожу, поражают печень. В основном диоксины образуются при сжигании органических соединений в мусоросжигательных печах. Начиная с 1991 г. в Европе и Японии для нейтрализации диоксинов в выбросах мусоросжигательных печей стали использовать активированный уголь. Однако из-за чрезвычайно высокой токсичности диоксинов даже в малых дозах, такая очистка оказывается недостаточной. Исследователи из Мичиганского университета обнаружили, что более эффективными сорбентами для удаления диоксинов являются углеродные нанотрубки.

В экспериментах американских ученых нанотрубки синтезировали методом каталитического разложения метана с последующей обработкой в азотной кислоте. Для изучения адсорбции использовали метод температурно-программируемой десорбции. Эксперименты проводили в диапазоне температур от комнатной до 800 C. Углеродные нанотрубки показали себя лучше, чем активированный уголь и g- Al₂O₃. В области низких концентраций (которые в данном случае и представляют практический интерес) количество диоксина, адсорбированного на углеродных нанотрубках, оказалось во много раз выше, чем для активированного угля. Ученые объясняют сильное взаимодействие между диоксином и углеродными нанотрубками уникальной структурой и электронными свойствами последних. Основной вклад в наблюдаемый эффект вносит сильное взаимодействие между двумя бензольными кольцами диоксина и углеродными шестиугольниками на поверхности нанотрубок. Стойкость углеродных нанотрубок в окилительной среде делает возможной регенерацию сорбента при высоких температурах, что немаловажно с экономической точки зрения.

перейти к началу страницы