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.
|