ПОЛУЧЕНИЕ НАНОЦЕЛЛЮЛОЗЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ КРАСИТЕЛЕЙ

В условиях нарастающего промышленного загрязнения и недостаточной эффективности традиционных методов очистки сточных вод особенно остро встает вопрос поиска экологически чистых и эффективных сорбентов. Промышленные красители, попадая в водоемы, изменяют их цвет, токсичны и могут представлять серьезную угрозу для здоровья человека и экосистемы. Основная трудность заключается в том, что многие красители устойчивы к биологическому разложению, что усложняет их удаление стандартными методами очистки. Одним из перспективных материалов, способных решить эту проблему, является наноцеллюлоза, которая обладает уникальными свойствами: высокой удельной поверхностью, биосовместимостью и биоразлагаемостью. Полученная из возобновляемых источников, наноцеллюлоза может стать основой для экологически безопасных систем очистки воды. Это исследование направлено на изучение адсорбционных характеристик наноцеллюлозы, синтезированной из микрокристаллической целлюлозы, в отношении двух устойчивых водорастворимых красителей – метиленового синего и бенгальской розы. Результаты показали, что наноцеллюлоза эффективно адсорбирует метиленовый синий, достигая сорбционной емкости 35,87 мг/г, тогда как для бенгальской розы адсорбционная способность составила 26,11 мг/г, что объясняется различием в типах взаимодействий: химической и физической адсорбцией. Методики ИК-спектроскопии и рентгеновской дифрактометрии подтвердили структурные изменения, произошедшие при синтезе наноцеллюлозы, что положительно сказалось на ее сорбционных характеристиках. Морфологические исследования на оптическом и сканирующем электронном микроскопе также продемонстрировали высокую степень дисперсности и развитую пористую структуру наноцеллюлозы, что является важным для улучшения ее адсорбционных свойств.

1. Momina, M., Shahadat, M., & Isamil, S. (2018). Regeneration performance of clay-based adsorbents for the removal of industrial dyes: a review // RSC Advances. – 2018. – Vol. 8(43). – P. 24571–24587. https://doi.org/10.1039/c8ra04290j

2. Periyasamy, A. P. (2024). Recent advances in the remediation of Textile-Dye-Containing wastewater: prioritizing human health and sustainable wastewater treatment // Sustainability. – 2024. – Vol. 16(2), – P. 495. https://doi.org/10.3390/su16020495

3. Alsukaibi, A. K. D. (2022). Various approaches for the detoxification of toxic dyes in wastewater // Processes. – 2022. – Vol. 10(10). – P. 1968. https://doi.org/10.3390/pr10101968

4. Arora, S. Textile Dyes: It’s Impact on Environment and its Treatment // Journal of Bioremediation & Biodegradation. – 2014. – Vol. 05(03). https://doi.org/10.4172/2155-6199.1000e146

5. Varghese, A. G., Paul, S. A., & Latha, M. S. Cellulose Based Green Adsorbents for Pollutant Removal from Wastewater // Environmental chemistry for a sustainable world. – 2018. – P. 127–157. https://doi.org/10.1007/978-3-319-92162-4_4

6. Kolya, H., & Kang, C. Next-Generation water Treatment: Exploring the potential of Biopolymer-Based nanocomposites in adsorption and membrane filtration // Polymers. – 2023. – Vol. 15(16). – P. 3421. https://doi.org/10.3390/polym15163421

7. Voisin, H., Bergström, L., Liu, P., & Mathew, A. Nanocellulose-Based materials for water purification // Nanomaterials. – 2017. – Vol. 7(3). – P. 57. https://doi.org/10.3390/nano7030057

8. Salama, A., Abouzeid, R., Leong, W. S., Jeevanandam, J., Samyn, P., Dufresne, A., Bechelany, M., & Barhoum, A. Nanocellulose-Based materials for water treatment: adsorption, photocatalytic degradation, disinfection, antifouling, and nanofiltration // Nanomaterials. – 2021. – Vol. 11(11). – P. 3008. https://doi.org/10.3390/nano11113008

9. Michelin, M., Gomes, D. G., Romaní, A., De Lourdes T M Polizeli, M., & Teixeira, J. A. Nanocellulose production: Exploring the enzymatic route and residues of pulp and paper industry // Molecules. – 2020. – Vol. 25(15), – P. 3411. https://doi.org/10.3390/molecules25153411

10. Thakur, V., Guleria, A., Kumar, S., Sharma, S., & Singh, K. Recent advances in nanocellulose processing, functionalization and applications: a review // Materials Advances. – 2021. – 2(6). – P. 1872–1895. https://doi.org/10.1039/d1ma00049g

11. Norrrahim, M. N. F., Kasim, N. a. M., Knight, V. F., Misenan, M. S. M., Janudin, N., Shah, N. a. A., Kasim, N., Yusoff, W. Y. W., Noor, S. a. M., Jamal, S. H., Ong, K. K., & Yunus, W. M. Z. W. Nanocellulose: a bioadsorbent for chemical contaminant remediation // RSC Advances. – 2021. – Vol. 11(13). – P. 7347–7368. https://doi.org/10.1039/d0ra08005e