Сегодня проблема экологии стоит перед человечеством как никогда остро, и ее решением занимаются ведущие ученые мира. В Южно-Уральском государственном университете в этом направлении реализуется целых ряд научных проектов, среди которых — создание новых материалов для очистки воды и воздуха в промышленности.
Новые сорбенты для окружающей среды
Проект «Синтез мезопористых материалов на основе переходных металлов» отмечен грантом конкурса «Вперед к открытиям — 2017». Руководителем исследования является кандидат химических наук, старший научный сотрудник кафедры «Материаловедение и физико-химия материалов» Дмитрий Жеребцов. Автор проекта, магистрант Института естественных и точных наук ЮУрГУ Дмитрий Толстогузов рассказал о преимуществах нового материала и возможностях его применения.
«Цель нашего проекта — получение новых катализаторов и сорбентов. Эти материалы могут найти широкое применение в различных промышленных установках или установках очистки выбросов. Проблема экологии сегодня является одной из глобальных, и сорбенты, обладая способностью к поглощению из окружающей среды вредных веществ, могут быть использованы в этом направлении. Мы занимаемся процессами получения катализаторов и сорбентов из переходных металлов. Это железо, никель, медь — те металлы, которые сегодня широко применяются и отличаются оптимальной ценой».
Мезопористый материал используется как «сито»
Разработкой мезопористых материалов стали заниматься в 90-х годах ХХ века с использованием платины, оксидных соединений и др. Обладая порами малого размера, мезопористые материалы могут применяться в качестве «сита», которое задерживает вредные вещества и не позволяет им проникать в окружающую среду.
«Мы работаем с металлами и используем электрохимический способ. Таким путем мезопористые материалы уже получены, и в настоящее время наша задача — добиться того же результата с применением химического способа и метода порошковой металлургии, — объясняет Дмитрий Толстогузов. — Раньше эта работа осуществлялась с помощью различных оксидных соединений. Единственным металлом, из которого получали мезопористый материал, была платина. Но использование таких дорогостоящих металлов является невыгодным, и мы взяли более доступные материалы, которые также позволяют эффективнее применять их в рабочем процессе».
Мезопористые материалы, обладающие сорбирующими свойствами, могут выполнять функцию катализатора в нефтепереработке. Использование их в каталитических процессах гидрирования или гидроочистки нефтепродуктов является более выгодным, поскольку сегодня в этой области применяются дорогостоящие материалы, такие как молибден и кобальт. Учеными Южно-Уральского государственного университета были предложены более распространенные металлы. Их внедрение откроет возможность в будущем определить, какой из материалов является наиболее подходящим для определенного процесса нефтепереработки.
В настоящее время материал получен с помощью электрохимического способа. Дальнейшие планы ученых связаны с поиском оптимального пути создания мезопористых материалов, а также с анализом свойств полученного вещества. Исследование его характеристик позволит определить, насколько эффективным будет его использование в промышленности для защиты окружающей среды.