Российские ученые нашли способ превращения отходов в ценные наноматериалы

Фото из открытых источников

Ученые из Федерального исследовательского центра "Институт катализа СО РАН" предложили экологически безопасный метод получения углеродных нановолокон из токсичных отходов. Как сообщает ТАСС, в основе метода лежит каталитическая переработка трихлорэтилена — опасного хлорорганического соединения, широко применяемого в промышленности.

Трихлорэтилен используют для обезжиривания металлов, химической чистки тканей, а также при производстве инсектицидов, лекарственных препаратов, смол и красителей. Это вещество относится к третьему классу опасности, и на данный момент его утилизация чаще всего осуществляется посредством сжигания или захоронения, что наносит существенный вред окружающей среде. При сжигании образуется фосген — высокотоксичный газ, представляющий серьезную угрозу для экологии и здоровья человека.

Новая методика, разработанная в Институте катализа СО РАН, позволяет не только избежать вредных выбросов, но и получить ценный углеродный материал. Процесс протекает в трубчатом реакторе с использованием никелевого катализатора, обогащенного добавками молибдена, вольфрама, палладия или олова. Реактор нагревают до температуры 550-650 градусов Цельсия, после чего через установку пропускают смесь трихлорэтилена, аргона и водорода. Водород при этом играет ключевую роль, предотвращая блокировку поверхности катализатора хлором. В результате реакции образуются углеродные нановолокна, а побочные токсичные соединения при этом не формируются.

Полученные нановолокна могут найти применение в самых разных областях. Как отметила научный сотрудник отдела материаловедения и функциональных материалов Арина Потылицына, углеродные наноматериалы можно использовать для создания модифицированных полимерных композитов, а также в качестве присадок в смазочные материалы. Кроме того, они показали перспективность в задачах очистки воды от хлорароматических загрязнений благодаря своей высокой удельной поверхности и пористости.

Еще одним направлением применения новых материалов может стать использование их в качестве носителей для катализаторов. В институте предложили технологию, позволяющую объединить стадии получения углеродного носителя и нанесения катализатора, что открывает дополнительные возможности для электрохимии.

Интересным аспектом работы стало то, что ученые протестировали метод на реальных производственных отходах и получили положительные результаты. Это подчеркивает универсальность предложенной технологии и возможность ее адаптации для различных видов хлорорганических отходов. Такой подход не только снижает риск загрязнения окружающей среды, но и позволяет получить ценные материалы, которые могут быть использованы в самых разных отраслях промышленности.

Предложенная методика представляет собой альтернативу традиционным методам утилизации опасных веществ, предлагая одновременно решение экологических проблем и создание новых функциональных материалов. Исследование продолжает развивать идеи одного из основателей института Романа Буянова, который заложил основы получения углеродных наноматериалов из углеводородов.