Международная группа исследователей из ведущих научных центров успешно разработала инновационный наноструктурированный материал, открывающий новые возможности в электродиализном разделении. Революционные металл-полимерные мембраны, оснащенные ионопроводящими каналами на основе ионов цинка, меди и хрома, демонстрируют выдающиеся показатели ионной проводимости. Особенно впечатляющие результаты показала мембрана с содержанием меди, достигнув беспрецедентных значений коэффициентов селективного разделения анионов. Эта передовая технология открывает широкие перспективы для эффективной очистки воды от нитратов, позволяя в дальнейшем использовать их как ценное удобрение в аграрном секторе. Детали исследования опубликованы в престижном Journal of Membrane Science.
В современном мире вопрос очистки воды приобретает все большую актуальность. Интенсивное развитие сельского хозяйства приводит к накоплению нитрат-ионов в грунтовых водах, что создает серьезную угрозу для здоровья человека. Употребление воды с повышенным содержанием нитратов негативно влияет на работу важнейших систем организма. Однако инновационный подход к решению этой проблемы позволяет не только очищать воду, но и рационально использовать извлеченные нитраты в качестве ценных сельскохозяйственных удобрений.
Электродиализ зарекомендовал себя как один из самых передовых и экологически безопасных способов очистки воды. Этот метод, основанный на перемещении ионов через специальную мембрану под действием электрического поля, позволяет эффективно опреснять воду. Однако до недавнего времени существовали определенные ограничения, связанные с недостаточной эффективностью очистки от одновалентных ионов и формированием труднорастворимых соединений.
Благодаря совместным усилиям специалистов из научных центров Москвы, Дубны и Абу-Даби удалось создать уникальную селективную металл-полимерную мембрану. В ее основе лежит инновационный кардовый полибензимидазол, обогащенный ионами цинка, меди и хрома, что позволило успешно преодолеть существовавшие технические ограничения.
Ведущий специалист Лаборатории ионики функциональных материалов Андрей Манин поделился важными деталями разработки: «Мы создали целую линейку инновационных металл-полимерных анионообменных мембран с различными пропорциями металла к бензимидазольному кольцу. В ходе исследований мы обнаружили, что внедрение металлических ионов способствует формированию прочных координационных связей между полимерными цепями. Разработанные мембраны обладают превосходными анионообменными характеристиками. Наш инновационный подход открывает новую страницу в создании высокоэффективных нитрат-селективных анионообменных мембран на основе координационных полимерных комплексов».
Научный коллектив не останавливается на достигнутом и планирует расширить сферу применения разработанных материалов, проведя дополнительные испытания в различных условиях и исследовав новые возможности их практического использования.
Данное исследование получило поддержку Российского научного фонда (№ 23-43-00138).
Источник информации и фото: Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
Источник: scientificrussia.ru
