Le chimiste RUDN a créé un nanofiltre pour purifier l'eau des colorants dangereux

Les colorants synthétiques sont utilisés en chimie industrielle et en pharmacie. Ils se retrouvent dans les eaux usées avec d’autres déchets de production et polluent l’environnement. Les méthodes existantes de traitement de l’eau ne sont pas tout à fait pratiques, car les adsorbants proposés sont généralement jetables et fonctionnent lentement. Par conséquent, les chimistes continuent de rechercher des solutions efficaces et écologiques à ce problème. Le chimiste RUDN, en collaboration avec des collègues indiens et coréens, a proposé un nanocomposite réutilisable à base de graphène capable d’absorber rapidement les colorants de l’eau.

«Dans le monde entier, le rejet de colorants organiques provenant de la production de cuir, de Cosmétiques, de Textiles, de papier, etc., entraîne une grave pollution des ressources en eau et nuit gravement à la santé humaine et au système hydrique. Ces colorants ne se décomposent pas et provoquent des vomissements, des brûlures oculaires, de la diarrhée et des nausées chez les personnes, et ont également un effet cancérigène. Les composites d’oxyde de graphène peuvent éliminer des contaminants similaires de l’eau», a déclaré Vinod Kumar, PhD, professeur à RUDN.

Les chimistes ont créé un adsorbant à partir d’oxyde de graphène (GO) et d’oxyde de manganèse (MnO2). La synthèse du nanocomposite est rapide et écologique — en une seule étape, en solution aqueuse, à 120℃. La structure et les propriétés chimiques de l’adsorbant ont été étudiées par microscopie électronique à balayage et spectroscopie. Pour tester son efficacité, les chimistes de RUDN ont dissous des colorants dans l’eau — orange méthylique et bleu de méthylène. Le premier concerne les colorants cationiques, le second concerne les colorants anioniques. 50 mg d’adsorbant ont été placés dans 50 ml de solution avec une concentration initiale de polluant de 150 mg par litre. Pendant cinq heures, les chimistes ont mesuré périodiquement le niveau de pollution de l’eau.

L’adsorbant a réussi à éliminer 50,48% d’orange méthylique et 85,35% de bleu de méthylène après cinq minutes d’action. Après une heure, il n’y avait pratiquement pas de contaminants dans l’eau — l’adsorbant a absorbé 94-100% des colorants. Un gramme d’adsorbant s’est avéré capable de contenir 149 mg d’orange méthylique et 178 mg de bleu de méthylène. Le complexe s’est également avéré réutilisable. L’efficacité de l’élimination des polluants n’est pas inférieure à 90%, même après 7 cycles d’utilisation.

«Sur la base des résultats expérimentaux, l’adsorbant synthétisé peut être utilisé pour purifier l’eau par filtration. Compte tenu du faible coût et du potentiel d’adsorption plus élevé, les nanocomposites GO-MnO2 constitueront un candidat prometteur pour l’élimination simultanée des colorants cationiques et anioniques de l’eau contaminée pour le traitement de l’eau», a déclaré Vinod Kumar, PhD, professeur à RUDN.

Les résultats sont publiés dans le Journal of Environmental Chemical Engineering.