Томские ученые научились ловить миллионные доли вредных соединений хлора

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) совершили значительный прорыв в области обнаружения хлорорганических соединений. Исследователям удалось экспериментально подтвердить возможность фиксации этих вредных веществ даже при крайне низких концентрациях. Результаты этого исследования были опубликованы в научном издании Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer.

Хлорорганические соединения представляют серьезную проблему для нефтяной и химической промышленности. Эти вещества, присутствующие в нефти, нефтепродуктах и химических реагентах, вызывают коррозию оборудования и негативно влияют на работу катализаторов. Последствия их воздействия могут быть весьма серьезными: от сбоев в работе производственного оборудования до потенциальных экологических катастроф при транспортировке нефти по трубопроводам.

Команда ученых под руководством профессора Олега Уленекова из Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ провела серию экспериментов в инфракрасном и субмиллиметровом диапазоне. Целью этих исследований было получение высокоточных параметров спектральных линий хлорорганических соединений. В результате было зарегистрировано более 10 000 линий, из которых исследователи выбрали наиболее перспективные для дальнейшего изучения.

На следующем этапе ученые подготовили семь образцов раствора дихлорметана с концентрациями от одной до пяти миллионных долей. Эксперименты по моделированию проводились в сотрудничестве с коллегами из Института физики микроструктур РАН. Используя специальное оборудование, исследователи помещали раствор между приемником и источником излучения в субмиллиметровом диапазоне. Количество зарегистрированных частиц отображалось в реальном времени на спектрограмме.

Результаты экспериментов оказались впечатляющими: ученым удалось зафиксировать наличие хлорорганических соединений при концентрации всего 5 частиц на миллион. Более того, в ходе дальнейших исследований была достигнута еще более высокая чувствительность - 6 единиц на миллион.

Параллельно с работой над лабораторным макетом анализатора исследователи ТПУ начали изучение других хлорорганических соединений, таких как винилхлорид и дихлорэтилен. Эти исследования проводятся при поддержке федеральной программы Минобрнауки РФ "Приоритет-2030".

Конечной целью ученых является разработка высокочувствительного анализатора для отслеживания уровня хлорсодержащих соединений в промышленных условиях. Такой прибор сможет значительно продлить срок эксплуатации оборудования и сэкономить значительные средства на ремонте и обслуживании. Кроме того, использование подобного анализатора поможет предотвратить потенциальные аварии и экологические катастрофы, связанные с воздействием хлорорганических соединений на трубопроводы и другое промышленное оборудование.