Российские ученые разработали экологичные нефтесорбенты

Ученые из ВолгГТУ разработали модицифицированные аэрогели из хитозана, которые обладают избирательными нефтепоглощающими свойствами. Созданные гели могут быть использованы как фильтры для разделения водонефтяных эмульсий. Результаты исследования опубликованы в журнале Polymers.

Хитозан – природный полисахарид, который получают из хитина, содержащегося в панцирях ракообразных и насекомых. Это возобновляемый, биосовместимый и биоразлагаемый полимер. Он экологичен и имеет способность к пленко- и волокнообразованию.

Такие свойства обуславливают привлекательность хитозана для получения на его основе аэрогелей – материалов, обладающих низкой плотностью, высокой пористостью и большой удельной поверхностью. Указанные характеристики обеспечивают предпосылки для применения данных материалов в качестве сорбентов различных загрязнений, например, масел, нефти и нефтепродуктов.

Группа исследователей из Волгоградского государственного технического университета (ВолгГТУ) предложила поверхностную модификацию хитозановых аэрогелей привитыми полиметакрилатами для создания материалов с избирательной поглотительной способностью. Полученные хитозановые аэрогели обладают пористостью до 98,5 процентов. Они представляют собой материал, образуемый тонкими (до 1 мкм) пленками полимера, с системой открытых пор.

В результате модификации материала система пор не нарушается, однако поверхность приобретает исключительные водоотталкивающие свойства. Немодифицированный аэрогель быстро впитывает воду, а после модификации вода не впитывается таким материалом в течение нескольких часов, объяснили ученые.

"Если немодифицированный хитозановый аэрогель способен поглощать до 56 и 36 граммов воды и нефти на 1 грамм полимера соответственно, то модифицированный аэрогель поглощает до 2 и 35 граммов воды и нефти. Материал приобретает избирательную способность к поглощению нефти и нефтепродуктов", – рассказал профессор кафедры технологии высокомолекулярных и волокнистых материалов ВолгГТУ Евгений Брюзгин.

По его словам, разработанные модифицированные аэрогели по сорбционной емкости к нефтепродуктам превосходят известные аналоги на основе синтетических полимеров, неорганических сорбентов или отходов сельскохозяйственного производства.

Модифицированные хитозановые аэрогели сохраняют способность к биоразложению и не требуют дополнительных затрат на утилизацию после использования. Они могут быть использованы в качестве эффективных и экологичных масло- и нефтесорбентов, а также фильтров для разделения водонефтяных эмульсий.

Разработанный способ модификации хитозанового аэрогеля и сорбционный материал запатентованы.

Направление, в рамках которого проводится исследование, входит в стратегический проект ВолгГТУ в рамках программы "Приоритет-2030". В программе развития вуза заложены четыре стратегических проекта, в том числе "Центр цифровых научно-образовательных проектов и разработок" и "Технологии для промышленного инновационного кластера".