Схема раздела ионов металлизированной полимерной мембраной при электродиализе.
Ученые из различных российских и зарубежных учреждений синтезировали наноструктурированный материал для электродиализного разделения. Полученные металл-полимерные мембраны с ионопроводящими каналами, содержащими цинк, медь и хром, имеют высокую ионную проводимость. Параметры мембран сопоставимы с коммерческими образцами и демонстрируют высокие коэффициенты селективного разделения анионов, особенно для мембран, содержащих медь. Разработка перспективна для очистки воды от нитратов с возможностью их повторного использования в сельском хозяйстве. Результаты работы опубликованы в . Journal of Membrane Science.
Водоочистка — одна из главных проблем человечества, потому что качество воды ухудшается из-за действий людей. В подземных водах накапливаются нитраты от сельского хозяйства, делая питьевую воду опасной. Такая вода портит работу сердечно-сосудистой и пищеварительной систем. Извлеченные нитраты можно использовать как удобрение. Поэтому новые, экологичные способы извлечения нитратов из сточных вод очень важны.
Электродиализ – эффективный и экологически чистый способ разделения солевых растворов для получения пресной воды.
Метод основан на миграции ионов через ионообменную мембрану под действием электрического поля.
На сегодняшний день электродиализ сталкивается с трудностями: низким уровнем очистки от одноатомных ионов и образованием нерастворимых солей.
Ученые из Москвы, Дубны и Абу-Даби создали селективную металл-полимерную мембрану на основе карбоксилатного полибензимидазола с ионами цинка, меди и хрома.
Андрей Манин из Лаборатории ионики функциональных материалов прокомментировал работу: «Создана серия новых металл-полимерных анионообменных мембран на основе кардового полибензимидазола с ионами цинка, меди и хрома. Различные молярные соотношения металла/бензимидазольное кольцо в мембранах получены. Добавленные ионы металлов приводят к переплетенности полимерных цепей за счёт координационных связей. Синтезированные мембраны обладают анионообменными свойствами. Таким образом, в данной работе предложен новый подход к созданию нитрат-селективных анионообменных мембран на основе координационных полимерных комплексов кардового полибензимидазола и ионов d-металлов».
Авторы намерены испытать полученные материалы в новых экспериментах и применять их в других сферах.
Исследование получило поддержку от Российского научного фонда (протокол № 23-43-00138).
Источник: Лысова А.А., Манин А.Д., Голубе́нко Д.В., Пономарёв И.И., Альтынов В.А., Хилал Н., Ярославцев А.Б. Сверхвысокоселективные по нитратам метал-полимерные мембраны на основе кардо полибензимидазола для электродиализа. Журнал «Мембранная наука». том 716, 2025,123518. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2024.123518.
Информация и фотография предоставлены Институтом общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова Российской академии наук.