Биоуголь двойного действия: в ЮФУ разрабатывают материал для очистки воды и почв

Проект аспирантки химического факультета Южного федерального университета Виктории Казачковой в 2026 году победил в конкурсе «Студенческий стартап». Его цель — разработать технологию переработки растительного сырья в сорбционно-каталитический материал для очистки сточных вод и загрязнённых почв.

Как работает композитный материал

Основа материала — биоуголь, пористый углеродный продукт пиролиза растительного сырья. Он поглощает и концентрирует органические загрязнители на своей поверхности. В биоуголь вводят фталоцианин железа — каталитически активный компонент, который в присутствии окислителя способствует разрушению накопленных соединений.

«Нами разрабатывается материал двойного действия. Его основой является биоуголь — пористый углеродный материал из растительного сырья. Он работает как сорбент и концентрирует органические поллютанты на своей поверхности. Дополнительно в него вводится каталитически активный компонент — фталоцианин железа, который в присутствии окислителя способствует разрушению этих поллютантов», — объясняет Виктория Казачкова.

Такой подход объединяет сорбцию и каталитическое разложение. Обычный активированный уголь после насыщения загрязнителями требует замены или регенерации. В разрабатываемом композите часть поглощённой органики должна разрушаться непосредственно на поверхности материала, что потенциально позволит продлить срок его работы.

По расчётам авторов проекта, ресурс сорбционной загрузки может увеличиться в два-три раза. Этот показатель пока не подтверждён экспериментально: его проверка входит в задачи лабораторного этапа.

Сырьё и способы модификации

Для получения биоугля планируют использовать доступные растительные отходы, в том числе стеблевые остатки масличного льна. После пиролиза пористый материал модифицируют фталоцианином железа.

Команда уже протестировала сольвотермальный способ закрепления каталитического компонента. Следующий вариант — формирование фталоцианина железа непосредственно в порах биоугля. Предполагается, что это поможет равномернее распределить активные центры.

Какие загрязнители планируют удалять

Разработка ориентирована на органические загрязнители, включая нефтепродукты и полициклические ароматические углеводороды. Для лабораторных испытаний также используют модельные соединения, например красители.

Возможные области применения — очистка промышленных сточных вод и восстановление почв, загрязнённых нефтью и ПАУ. Среди потенциальных потребителей автор проекта называет предприятия с локальными очистными сооружениями, производителей сорбентов и экологические компании.

Проект пока находится в лаборатории

Работа продолжается на базе химического факультета ЮФУ с использованием научной и приборной инфраструктуры Академии биологии и медицины и Центра коллективного пользования «Биоинженерия почв». Исследования связаны со стратегическим технологическим проектом ЮФУ «Технологии биоинженерии почв» в рамках программы «Приоритет-2030». Научной группой руководит профессор Татьяна Минкина.

«Сейчас проект на лабораторной стадии. Есть научный задел по получению и исследованию биоугля, протестирован один подход к модификации. О готовом продукте говорить пока рано», — подчёркивает Виктория Казачкова.

Ближайшая задача команды — получить материал с воспроизводимыми характеристиками, отработать технологию его изготовления и проверить эффективность в модельных экспериментах. Предварительных договорённостей о промышленных испытаниях пока нет.

«Если результаты окажутся успешными, в дальнейшем может рассматриваться патентование технологии получения материала и её передача по лицензии», — говорит автор проекта.

Фото: ЮФУ (sfedu.ru)