Экономически эффективное преобразование медицинских масок в сорбенты для улавливания углекислого газа

Появление COVID‑19 в начале 2020 года привело к увеличению количества медицинских отходов, в том числе использованных масок, что стало новой угрозой для здоровья населения и окружающей среды. Большое количество этих масок, включая одноразовые и многоразовые формы, изготовлены из долговечных пластиковых материалов. В результате за короткий период на свалках многих стран скопились миллионы тонн отходов, представляющих опасность для окружающей среды. Захоронение и открытое сжигание медицинских отходов, может повысить риск распространения COVID-19 и некоторых болезней, передающихся воздушно-капельным путем вторичной передачи.

Учёные из Индии, Кореи и Сингапура разработали простой метод преобразования использованных лицевых масок в пористые волокнистые адсорбенты из активированного угля, которые могут эффективно удалять CO₂ из воздуха.

Волокнистые адсорбенты обладают множеством преимуществ, таких как более высокая скорость адсорбции, большее количество мест адсорбции, более высокая адсорбционная способность и простота обращения по сравнению с гранулированными и порошкообразными адсорбентами.

Группа разработала подход, с помощью которого на разработанных волокнах может быть сформировано большое количество пор, подходящих для адсорбции тяжелого CO_{2 .} Поверхность волокон дополнительно модифицировали аминсодержащими соединениями для дальнейшего улучшения улавливания CO₂. Адсорбент показывает высокую поглощающую способность и может использоваться в течение нескольких циклов. При этом адсорбированный углекислый газ может быть легко регенерирован и использован для изготовления газированных напитков и сухого льда в зависимости от чистоты. Команда параллельно разработала катализатор на основе пены графена, который может преобразовывать CO₂ в топливо.

Волокнистые адсорбенты, полученные из переработанных лицевых масок, также можно использовать для выделения различных красителей из водных растворов. Эффективность свойств удаления красителя оставалась выше 94% даже после девяти циклов адсорбции-десорбции, что позволяет предположить, что пористый сорбент имеет потенциальное применение при очистке загрязненных сточных вод, сбрасываемых в текстильной и кожевенной промышленности.

Это не первая попытка переработки отходов для создания материалов, улавливающих углерод. В 2022 году эта же команда добилась успеха в разработке инновационного и несложного метода преобразования выброшенных сигаретных фильтров в волокнистые абсорбирующие материалы, способные извлекать CO₂ из воздуха. Технология подробно описана в разделе «Прикладные материалы и интерфейсы ACS». Они активно ищут сотрудничество и финансирование, чтобы вывести свои усилия на новый уровень.

Источник