Материал из рогоза и меди испытали для очистки сточных вод от красителей

Исследователи Университета Досися (Япония) под руководством Асифа Али, профессора Митиаки Мацумото и профессора Йосиро Тахара разработали простой, «зелёный» и одностадийный метод получения эффективного катализатора для очистки промышленных сточных вод от красителей — из обычного рогоза (Typha latifolia), считающегося сорняком. Работа опубликована в Journal of Environmental Chemical Engineering 27 сентября 2026 года.

Текстильная, бумажная, кожевенная и пищевая промышленность ежегодно сбрасывают в водоёмы тысячи тонн синтетических красителей. Многие из них химически стабильны, с трудом биоразлагаются и токсичны. Существующие методы очистки нередко требуют дорогих химических реагентов или производят вторичные загрязнители.

Один шаг, никаких химических восстановителей

Ключевая особенность нового метода — простота. Авторы совместно пиролизовали биомассу рогоза с медным предшественником (источником меди) при высокой температуре в одном технологическом шаге. Без добавления опасных химических восстановителей.

В результате получается композитный материал ZVCu@BAC: нульвалентная медь (ZVCu — zero-valent copper) встроена в пористый активированный уголь из рогоза (BAC — bulrush-derived activated carbon). Этот материал одновременно действует как адсорбент и как катализатор.

Принцип работы двойной: активированный уголь с развитой пористостью адсорбирует молекулы красителей с поверхности воды, а нульвалентная медь катализирует их разложение через Фентон-подобные реакции — генерируя высокоактивные гидроксильные радикалы.

Что демонстрируют лабораторные эксперименты

Материал показал широкий спектр адсорбционной и деградационной активности:

• Катионные красители (типа метиленового синего) — удаляются через адсорбцию;
• Анионные красители (типа конго красного) — удаляются как адсорбцией, так и каталитическим разложением;
• Оба класса красителей удаляются одновременно — в отличие от большинства сорбентов, специфичных к одному типу.

Принципиально важна широкая pH-толерантность материала: он сохраняет эффективность в диапазоне pH от 3 до 11 — то есть работает как в кислых, так и в щелочных промышленных стоках. Это существенно расширяет потенциальные приложения.

Почему рогоз — выигрышное исходное сырьё

Выбор рогоза обусловлен несколькими практическими соображениями:

• он растёт повсеместно и почти бесплатен;
• в отличие от сельскохозяйственных отходов (рисовой или пшеничной соломы), сбор которых конкурирует с другими применениями, рогоз нередко является нежелательным сорняком в водоохранных зонах;
• его биомасса содержит достаточно углерода для получения пористого активированного угля при пиролизе.

Авторы рассматривают ZVCu@BAC как платформу для дальнейшего развития: потенциальные применения включают одновременное удаление смешанных красителей при многокомпонентном промышленном загрязнении, а pH-толерантность делает материал кандидатом для реальных промышленных установок, где состав стоков меняется.

Читайте также: углеродных материалах для очистки воды.

Работа вписывается в глобальный тренд «апсайклинга» сельскохозяйственных и природных отходов в функциональные экологические материалы — превращения проблемы (излишки биомассы) в ресурс для решения другой проблемы (промышленное загрязнение).