Вестник Кольского научного центра РАН №2, 2021 г.
фат оксотитана, (NH4)2TiO(SO4)2-H2O), которая является полупродуктом переработки сфе- нового концентрата, получаемого из апати тонефелиновых руд Кольского полуострова. После того как синтез вещества был налажен, началась работа по поиску перспективных об ластей применения синтетического материа ла и «наноконструктора» в промышленности. Так в публикациях, участвующих в конкурсе научных работ молодых ученых ФИЦ КНЦ РАН в 2020 г., были представлены эксперимен тальные доказательства того, что АМ-4 и SL3 являются интересными и конкурентоспособ ными современным материалам сорбентами радиоизотопов йода, цезия, лития и серебра [Kalashnikova et al., 2021]. Эти же материалы могут быть рассмотрены в качестве новых гетерогенных катализаторов для синтеза 1,5-бензадиазепина (противосудорожные, се дативные, снотворные препараты) [Timofeeva et al., 2020] и моноалкиловых эфиров пропи- ленгликоля (1-метокси-2-пропанола - более мягкого и безопасного растворителя для пе чатных чернил, полиграфии, лакокрасочной промышленности, эмалей) [Timofeeva et al., 2019]. Кроме того, АМ-4 можно использовать в качестве матрицы для получения композит ного материала-катализатора в синтезе про- пиленкарбоната из пропилен оксида (ПО) и СО2 [Лукоянов et al., 2020]. Пропиленкарбонат яв ляется: растворителем полимеров в текстиль ной промышленности; исходным веществом для синтеза мономеров, полимеров, пласти фикаторов, средств защиты растений; высо кополярным электролитом; абсорбентом CO2, H2S, COS из природных и синтетических газов; экстрагентом ароматических углеводородов; осушителем газообразного формальдегида и, наконец, компонентом формовочных сме сей в литейной промышленности. Область катализа для АМ-4 и SL3 удалось открыть благодаря тесному сотрудничеству Центра наноматериаловедения со специали стами Наваррского государственного универ ситета (Испания), Новосибирского государ ственного университета и Института катализа им. ГК. Борескова СО РАН под руководством д.х.н. М.Н. Тимофеевой. В результате подробного изучения изме нения пористости АМ-4, его морфологии, тек стурных и физико-химических свойств путем обработки исходного соединения раствором азотной кислоты было установлено, что при об разовании из АМ-4 соединения SL3 происходит изменение поверхностной кислотности образ цов и природы активных центров, что позволя ет в дальнейшем управлять каталитическими свойствами соединения и регулировать выход полезных продуктов органического синтеза. Так, при обработке АМ-4 раствором азотной кислоты сила основных центров уменьшает ся, в то время как поверхностная кислотность образцов увеличивается. Интересен также тот факт, что использовать АМ-4 и SL3 можно мно гократно с сохранением конверсии и селек тивности по основным продуктам, что важно для сокращения затрат на производство но вых катализаторов и последующей переработ ки отработанных материалов. Для того чтобы рекомендовать ма териал для широкого применения, ис следователям необходимо решить ряд важных вопросов как сугубо научных и тех нологических, так и экономических: проте стировать отработанный в лабораторных условиях метод синтеза АМ-4 в укрупнен- но-лабораторном и пилотном объемах, оце нить количество предприятий, действительно заинтересованных в приобретении данного полезного вещества, определить предпочти тельный вид продукта для каждой отрасли (порошок или гранулы). В случае гранулиро ванного продукта необходимо продумать ряд исследований по грануляции АМ-4 с опреде лением предпочтительного вида гранул для каждой из областей, будь то сорбция или ка тализ. Очевидно, исследовательской работы с данным веществом предстоит еще много Для грануляции АМ-4 в настоящее время опробованы три разных метода: грануляция образца при помощи установки с псевдоожи- женным слоем Mini-Glatt (Российский хими ко-технологический университет им. Д.М. Мен делеева, Москва), центробежного гранулятора ТЛ-20 (ИХТРЭМС КНЦ РАН) и шнекороторного гранулятора формования ФШ-003РК02 (ЦНМ 11 Г.О. Калашникова, В.Н. Яковенчук, Е.А. Селиванова, Я.А. Пахомовский, Д.В. Грязнова rio.ksc.ru/zhurnaly/vestnik
Made with FlippingBook
RkJQdWJsaXNoZXIy MTUzNzYz