Российские ученые предложили новую концепцию создания катализаторов

Источник: inscience.news

Российские ученые предложили концепцию создания новых функциональных материалов и катализаторов для нефтепереработки, нефтехимии и водородной энергетики. В основе подхода лежит использование природных глинистых нанотрубок, обладающих уникальными свойствами и схожих с синтетическими аналогами, применяемыми в промышленности. Статья опубликована в журнале Chemical Society Reviews.

Катализаторы ускоряют химические реакции и делают процессы более эффективными. В нефтяной промышленности их используют для глубокой переработки углеводородного сырья, производства моторных топлив и нефтехимических продуктов. Традиционные катализаторы гидропроцессов, которые проводятся в присутствии водорода, как правило, состоят из синтетических материалов, в частности из алюмосиликатов, которые сложно и дорого производить.

Галлуазит — глинистый алюмосиликатный минерал в форме нанотрубок. Внешняя поверхность этих трубок состоит из оксида кремния (заряжена отрицательно), а внутренняя — из оксида алюминия (заряжена положительно). Такая структура позволяет направленно модифицировать галлуазит, задавая необходимые характеристики новых катализаторов на его основе. На данный момент крупные месторождения галлуазита есть в США, Австралии, Новой Зеландии, Китае, а в России минерал обнаружен на Урале. Некоторые фирмы продают алюмосиликатные нанотрубки в чистом виде в больших количествах по низкой цене. Это значит, что уже сейчас можно использовать галлуазит в промышленных масштабах.

Ученые из РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, МГУ имени М.В. Ломоносова и Самарского государственного технического университета проанализировали информацию о мировых исследованиях и привели результаты собственных работ по созданию катализаторов из галлуазита. Авторы подробно описали влияние структуры и текстурных характеристик на активность катализаторов в ключевых процессах нефтехимии и нефтепереработки. Особое внимание они уделили способам направленного синтеза систем с заданными характеристиками, в частности композитных мезопористых материалов.

Ученые предложили концепцию «нанореакторов» и рассмотрели методы селективного (избирательного) нанесения металлов: вовнутрь трубок или на их внешнюю поверхность. Это позволит контролировать свойства получаемых функциональных материалов и катализаторов, повысить срок их службы. Рекомендации ученых могут стать фундаментом для развития мировых и отечественных исследований в области разработки высокоактивных, стабильных и дешевых катализаторов для гидропроцессов нефтехимии и нефтепереработки, получения, транспортировки и хранения водорода, очистки атмосферных и выхлопных газов.