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 №
и Минобрнауки России.
