Российские учёные разработали новый способ производства микропористых активных углей

Специалисты Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева разработали способ производства микропористых активных углей из фруктовых косточек и скорлупы орехов. Эти угли предназначены для очистки воздуха от паров бензина и лёгких нефтепродуктов.

При переливании в цистерны бензин, ацетон, уайт-спирит и другие летучие органические вещества частично попадают в атмосферу в виде паров. При этом возникают грандиозные потери. Например, при среднегодовом потреблении бензина в России 50 миллионов тонн его потери могут достигать 3,5 миллиона тонн. Жалко «выбрасывать на ветер» столько ценных веществ, не говоря уже о том, что они загрязняют атмосферу.

Часть улетевших углеводородов можно вновь извлечь из воздуха с помощью адсорбции, но адсорбенты дороги. Московские химики разработали технологию получения сравнительно дешёвых микропористых активных углей из растительных сельскохозяйственных отходов: фруктовых косточек и скорлупы различных орехов. Помимо дешевизны, это сырьё ценно своей экологической чистотой по сравнению с синтетическими полимерами и природными углями.

Адсорбенты получали методом пиролиза, то есть термическим разложением без доступа воздуха, из косточек сливы и скорлупы грецкого, арахисового и кокосового орехов. Сырьё дробили на частицы размером 1–3 мм, сушили до постоянной массы в вакуум-сушильном шкафу при температуре 105 градусов Цельсия, а затем подвергали пиролизу. Были подобраны оптимальные условия для получения пористых прочных углей – прогрев до 800 градусов Цельсия в атмосфере азота в течение часа. Поры получались небольшими, 0,31–0,35 нм.

Затем проводили активацию полученного материала водяным паром. Молекулы воды легко проникают в глубину угля и способствуют образованию микропор. Обработка паром экономичнее, быстрее и экологически безопаснее, чем химическая. Исследователи подобрали такой режим парогазовой активации, который оптимален для формирования микропор.

Используя полученные таким путём адсорбенты, учёные разработали две технологии возвращения углеводородов из паровоздушных смесей. В одном случае активные угли при нагревании возвращают поглощённые вещества. При этом адсорбент предварительно продувают азотом, чтобы смесь углеводов не взорвалась. В другом случае использовали вакуумный метод регенерации активного угля. Каждая технология имеет плюсы и минусы, но обе они эффективны в равной степени.

Воздух поступает на очистку из цистерн, в которых перевозят и хранят топливо. При восстановлении активного угля образуется жидкая смесь бензиновых и ароматических углеводородов, которая по своему составу соответствует антидетанационным добавкам к моторному топливу. Исследователи предлагают возвращать эту смесь в основное производство и добавлять к бензину для улучшения его качества.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.