Специалисты ФИЦ «Институт катализа СО РАН» модифицировали метод парофазной кристаллизации для получения нанокристаллов цеолитов, которые необходимы для нефтеперерабатывающей отрасли. Это позволило достичь стопроцентного выхода продукта, а также уменьшить объем токсичных сточных вод, которые образуются при производстве цеолитов.
Цеолиты — микропористые материалы с упорядоченной структурой, критически важные для катализа и адсорбции в химической промышленности. В нефтепереработке они используются как необходимый кислотный компонент бифункциональных катализаторов гидроочистки и гидрокрекинга.
Классические методы синтеза нанокристаллов цеолита, такие как гидротермальная обработка, требуют длительного центрифугирования, больших объемов воды и дорогостоящих структурообразующих агентов — темплатов. Процесс этот энергозатратен, сложен для масштабирования и экологически небезопасен из-за образования токсичных сточных вод.
Ученые ФИЦ ИК СО РАН решили использовать метод парофазной кристаллизации, который устраняет эти ограничения. Сам способ впервые был описан в 1990-х годах, но специалисты дополнили его твердофазным смешением реагентов. Технология представляет собой обработку сухого геля из предшественников парами воды в автоклаве без прямого контакта твердой и жидкой фаз. Это позволило достичь до 100 % выхода продукта против 50 % при традиционном синтезе и удешевления процесса. Сам гель состоит из источников кремния и алюминия, молекулярного темплата и воды.
«Почему важно заниматься разработкой методов синтеза нанокристаллов? Пока что произведенные в России цеолиты сильно уступают по качеству зарубежным. В отечественных образцах самый маленький размер кристалла — 1 микрометр, а у конкурентов — 300—400 нанометров. Разработка методов получения цеолитов необходима для промышленности, в том числе чтобы снизить зависимость от импорта», — говорит младший научный сотрудник отдела нетрадиционных каталитических процессов ФИЦ ИК СО РАН Алина Александровна Брагина.
На данный момент исследователи проводят эксперименты по модификации разработанного метода для удешевления и упрощения процесса получения бестемплатного цеолита ZSM-5. Также они планируют масштабировать данный метод в лабораторных условиях и испытать полученный цеолит в процессах каталитической гидроизомеризации и гидрокрекинга.
Пресс-служба ФИЦ ИК СО РАН
Изображение предоставлено ФИЦ ИК СО РАН
