Сегодня - 20.10.2020

Разработка сибирских ученых позволит значительно удешевить производство синтетических тканей

15 июля 2020
 
Сотрудники Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН создали пористые металлорганические каркасы (МОК) для эффективного разделения бензола и циклогексана. Их применение в промышленности позволит сделать многие технологические процессы (в частности, производство пластмасс и синтетических тканей) в разы дешевле и экологичнее. Результаты работы опубликованы в Chemical Communication.
 
«В экономически развитых страх около трети всей производимой энергии расходуется в промышленности, а примерно половина из этой трети тратится на процессы разделения сложных химических смесей: например, при переработке нефти и природного газа», — рассказывает главный научный сотрудник ИНХ СО РАН, заведующий кафедрой неорганической химии Новосибирского государственного университета член-корреспондент РАН Владимир Петрович Федин.
 
Один из многотоннажных процессов промышленности — разделение бензола и циклогексана, добываемых из нефти и газа. Циклогексан, модифицированный по длительной химической цепочке, служит основой для изготовления пластмасс, нейлона и других синтетических волокон. В мире производится более пяти миллионов тонн циклогексана в год, а его рынок оценивается в 15 миллиардов долларов.
 
«Схема такая: сначала делается бензол, а потом уже его превращают в циклогексан. При этом бензол в небольших количествах остается и его нужно обязательно отделять, — отмечает исследователь. — Проблема в том, что у этих веществ очень близкие свойства, они имеют практически одинаковую температуру кипения (80,1 °C для бензола и 80,7 °C для циклогексана). Это означает: если вы хотите разделить их при помощи перегонки, то нужно строить большие ректификационные колонны, тратить огромное количество энергии, что сейчас и происходит в промышленности».
 
Метод новосибирских ученых позволяет разделять бензол и циклогексан в мягких условиях: при комнатной температуре, практически не потребляя энергию. Это возможно за счет применения синтетических металлорганических каркасов, разработанных сотрудниками лаборатории металлорганических координационных полимеров ИНХ СО РАН на основе легкодоступной терефталевой кислоты и ее производных. МОК имеют большие полости в структуре, соединенные окнами определенного диаметра, они похожи на губку: могут пропускать одни молекулы, блокируя другие. Сотрудникам ИНХ СО РАН удалось настроить МОК так, что они хорошо сорбируют бензол и не сорбируют циклогексан — и для этого не нужны ни нагревание, ни ректификационные колонны. Металлорганические каркасы обладают огромным преимуществом по сравнению с другими материалами, поскольку их можно легко модифицировать и настроить под конкретную задачу.
 
МОК показали свою эффективность в стенах института, и ученые надеются, что найдутся инвесторы, готовые применить их на практике, предварительно вложившись в доработку технологии.
 
«Нам удалось показать, что наши металлорганические каркасы обладают рекордно высокими значениями по разделению бензола и циклогексана, которые не достигнуты ни на каких других материалах», — говорит Владимир Федин.
 
«Наука в Сибири»
 
Поделись с друзьями: 

Система Orphus