Хорошие новости! Правительство России выделит более 500 млн рублей научным организациям, чтобы они могли запустить производство малотоннажной химии. Сектор активно развивается: в 2023 производство мало- и среднетоннажной химии более чем на четверть превысило уровень 2020 года. В сегодняшнем дайджесте технологий сохранения энергии рассказываем о передовых разработках российских химиков.
Этилен из природного газа
Ученые Омского филиала Института катализа СО РАН разработали способ получения этилена из природного газа. В технологии используется углеродный материал, который производят в Омске — «Сибунит».
Этилен — важное сырье для химической промышленности, которое применяют для получения этилового спирта, полиэтилена, поливинилхлорида, уксусного альдегида. Большую часть этилена получают из нефтяного сырья, но из-за истощения нефтяных месторождений становятся актуальными альтернативные способы получения этилена.
Просвечивающая электронная микроскопия катализатора Pd-Co/Сибунит
Российские химики предлагают природный газ, основу которого составляет метан, подвергнуть пиролизу, чтобы получить ацетилен, который далее на катализаторах можно превращать в этилен.
Для процесса селективного гидрирования ацетилена ученые используют биметаллические катализаторы, содержащие палладий и кобальт, нанесенные на углеродный материал «Сибунит». Отмечается, что материал обладает уникальным сочетанием свойств, имеет развитую поверхность, мезопористую структуру и высокую механическую прочность.
Результаты опытов могут стать основой для разработки нового эффективного промышленного катализатора, который позволит получать этилен альтернативным способом.
Фильтрующие мембраны из полипропилена
Ученые из Института химии растворов РАН совместно с ИНХС РАН и ИВС РАН разработали технологию получения промышленных фильтрующих мембран из полипропилена.
Фильтрующие мембраны широко используются в различных отраслях производства и преимущественно закупаются за рубежом, так как в России их выпуск ограничен. Поэтому внедрение новой методики может помочь заменить импортные материалы на отечественные.
В основе новой технологии получения мембранных фильтров лежит несколько этапов:
- приготовление горячей однородной смеси из полипропилена и растворителя
- формирование из полученного раствора тонкой пленки
- охлаждение пленки посредством погружения в осадитель, выбор которого будет влиять на диаметр пор мембраны
По итогам изысканий специалисты получили мембраны с пористой структурой. Тестирование показало, что они не уступают в качестве импортным аналогам, а по ряду параметров превосходят их. Разработанные мембраны не усаживаются при нагревании, сохраняя высокую пористость и транспортные свойства, и могут использоваться при температурах до 100 °С.
Отмечается, что новая технология позволяет выпускать мембраны с разными размерами пор, поэтому материал может найти самое различное применение в промышленности и других сферах.
Улучшенные полимеры
Ученые из Тульского государственного педагогического университета разработали новый метод создания диметилсилоксановых полимеров для сложных изделий. Отмечается, что полидиметилислоксаны не обладают достаточной прочностью, и из-за особой структуры их сложно использовать в экструзионной 3D-печати.
Российские химики предложили включить в структуру полимеров уретановые блоки по новой методике с использование реакции азид-алкинового циклоприсоединения. В результате полимер в своей структуре совмещает гибкие и жесткие блоки, способствующие межмолекулярному взаимодействию, что позволяет создавать материалы с различным сочетанием свойств.
Комбинация кремнийорганической и органической частей в полимере также позволила осуществлять 3D-печать такими молекулами методами экструзионной печати. Такой подход дает возможность создавать на основе кремния продукты для самых разных применений, включая медицину и легкую промышленность.
Светящиеся полимеры
Российские химики синтезировали полимеры, характер свечения которых активно меняется в зависимости от температуры окружающей среды и присутствия в ней паров воды. Синтезированное вещества представляет собой полимер, одиночные звенья которого представляют собой азотосодержащее ароматическое органическое вещество, состоящее из семи углеродных колец. По своей структуре эта молекула похожа на пропеллер, лопасти которого состоят из трех углеродных колец.
Отмечается, что соединения можно использовать в основе высокотемпературных сенсоров и датчиков влажности. Исследователи также показали возможность использовать полученный полимер в качестве секретной метки, нанеся его на фильтровальную бумагу. При комнатной температуре и влажности метка невидима, но, когда образец непродолжительное время подержали над кипящей водой, под действием горячего пара полимер стал излучать ярко-оранжевый свет. В перспективе новый материал можно будет использовать и для выявления присутствия ионов металлов в почве, воде и других средах.
Еще одна разработка российских химиков активно используется в строительстве быстровозводимых зданий с 2016 года. Это кастомизированная система PIR Premier, которая используется в наших сэндвич-панелях. Система сертифицирована по европейскому стандарту EN14509, все сэндвич-панели на этой системе обладают знаком СЕ. Подтвержденная теплопроводность сэндвич-панелей с PIR Premier достигает 0,0194 Вт/(м*К). Ниже, чем у любых других утеплителей.
Для внедрения идеальной рецептуры химики нашего R&D центра провели более 100 испытаний, попробовали около 9 катализаторов от 5 поставщиков со всего мира, чтобы подобрать оптимальное соотношение рецептуры давления компонентов и скорости движения пресса на наших линиях. Чтобы контролировать свойства PIR Premier на молекулярном уровне, в начале 2020 года мы установили на производстве самую современную в мире установку по производству сложных полиэфиров от немецкой компании H&S.
Потому что верим, что именно здесь, в России, можно производить наукоемкие решения для управления теплом, которые помогают не тратить попусту энергию и деньги.
