Коллектив ученых из трех российских городов разработал систему очистки нефтепродуктов с помощью порошков фосфатов кальция. Принцип основан на взаимодействии серосодержащих примесей с перекисью водорода. Частицы фосфата кальция улавливают загрязнения и облегчают протекание реакции. Разработанный метод позволит сделать нефтепереработку безопаснее и дешевле. Статья опубликована в журнале The Journal of Physical Chemistry C.
С каждым годом растут требования к степени очистки нефтепродуктов. Высокая чистота позволяет получать более эффективное топливо и использовать меньшие его количества. Кроме того, при использовании таких нефтепродуктов образуется гораздо меньше токсичных продуктов горения. Именно сера является одной из наиболее распространенных нефтяных примесей, поэтому методы очистки в основном направлены на избавление от серосодержащих веществ.
Наиболее распространенные сегодня системы очистки работают на высокопористых катализаторах. Попадая в поры, загрязнители вступают в реакцию, а ее продукты затем либо улетучиваются в виде газа, либо отмываются водой. Катализатор позволяет реакции протекать в тысячи раз быстрее. Однако они дорого стоят, а их производство сопряжено с выбросом множества токсичных веществ. Поэтому переход к более эффективным, экологически чистым и дешевым катализаторам — важная задача нефтепереработки.
Коллектив ученых из Института металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова Российской академии наук (Москва), МГУ имени М.В. Ломоносова (Москва), Института физики Казанского федерального университета (Казань), Казанского института биохимии и биофизики (Казань) и Белгородского государственного университета (Белгород) создали новую каталитическую систему. Для этого они синтезировали частицы фосфатов кальция размером около 10–20 нанометров, образующие пористые агломераты. Помимо соли кальция катализатор содержал включения железа и молибдена. Перекись водорода, содержащаяся на частицах катализатора, окисляла серосодержащие молекулы до легковымываемых форм, превращаясь в воду.
Проверка очищенного топлива показала, что синтезированные порошки полностью окисляют сероорганические соединения. В том числе и наиболее устойчивую примесь в топливе — дибензотиофен. Реакция протекает за 20–30 минут при относительно низкой температуре, всего 70 ˚С. Кроме того, новый катализатор, в отличие от традиционных, не требует применения взрывоопасного водорода.
«Материал на основе фосфатов кальция широко применяется в медицине для инженерии костной ткани. Неожиданно, что он оказался и эффективным катализатором, способным обеспечить практически абсолютную очистку топлива. Мы надеемся, что наша разработка будет в скором времени использована на практике», — прокомментировал руководитель работы Владимир Комлев, директор ИМЕТ РАН.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
