Экологичнее, быстрее, эффективнее: создан новый метод синтеза катализаторов нового поколения

Российские исследователи разработали более энергоэффективную и экологичную технологию создания катализаторов для химической промышленности и фармацевтики. Метод микроволнового нагрева позволил значительно сократить время получения цеолитного материала с 72 до 12 часов, а также улучшить текстурные, структурные и кислотные свойства образцов, что повысило каталитическую активность.

Цеолиты — особый класс микропористых алюмосиликатов. Катализаторы на их основе часто применяются в нефтяной и химической промышленности. Некоторые цеолиты используются в качестве сорбентов или носителей лекарственных средств.

Ферриериты — представители цеолитов. Благодаря уникальной кристаллической структуре и кислотным свойствам они нашли применение в различных областях: нефтехимии, фармацевтике, экологии. Однако широкое внедрение ферриерита до сих пор ограничивалась сложностью и энергоёмкостью его получения: традиционный способ с термическим нагревом требует до 10 дней кристаллизации при высокой температуре.

Ученые Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН, Института органической химии им. Н. Д. Зелинского, МГУ им. М.В. Ломоносова и НИТУ МИСИС предложили использовать микроволновое излучение для ускоренной кристаллизации ферриерита. Исследователи сравнили полученные материалы с образцом, полученным гидротермальным способом за 72 часа, и выяснили, что лучшие результаты продемонстрировал цеолит, синтезированный в течение 12 часов при микроволновом нагреве, то есть в шесть раз быстрее. Подробности исследования опубликованы в научном журнале Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects (Q1).

«Один из ключевых результатов — получение цеолита с так называемой чистой фазой. Это означает, что в образце присутствует только ферриерит без посторонних примесей. Такой материал обладает предсказуемыми и воспроизводимыми свойствами, что критически важно для его эффективного применения в катализе», — сказала к.х.н. Марина Тер-Акопян, доцент кафедры общей и неорганической химии НИТУ МИСИС.

Новый способ позволяет получить ферриерит с высокой кислотностью и улучшенной микропористой структурой. Материал может применяться для производства топлива, систем очистки газов и жидкостей, а также в фармацевтике и нефтехимии.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 23-73-30007)
и Минобрнауки России.

Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»