Молодежная лаборатория экологических исследований и разработок (№47)

1. Разработка адсорбционно-каталитических систем для очистки атмосферного воздуха от парниковых и кислых газов:

• катализаторы очистки отходящих газов от оксидов серы и азота;
• каталитические системы очистки отходящих газов от летучих органических соединений;
• адсорбенты-катализаторы для очистки воды от растворенных кислых газов;
• адсорбенты для поглощения парниковых газов.

2. Использование углекислого газа в синтезе ценных продуктов:

• каталитические системы конверсии углекислого газа в ценные продукты (метанол, олеифины, жидкие топлива, муравьиновая, уксусная, гликоксалевая и щавелевые кислоты, альдегиды, органические карбонаты и др.).
• электрокарбоксилирование ненасыщенных производных карбонильных соединений с участием CO₂;
• синтез поликарбонильных соединений из карбонилсодержащих терминальных ацетиленов с участием CO₂ в присутствии катализатора;
• синтез наноразмерного карбида кремния в гидротермальных условиях с участием CO₂.

3. Переработка промышленных и растительных отходов в адсорбенты и горючее топливо.
4. Синтез адсорбционно-каталитических систем для очистки водных сред от тяжелых металлов, радионуклидов и органических соединений.
5. Извлечение полезных продуктов из стоков металлургических предприятий.
6. Разработка кормовых добавок на основе трикарбоновых кислот, в качестве альтернативы антибиотиков.
7. Разработка энтеросорбента для лечения желудочно-кишечных заболеваний у с/х животных.
8. Разработка раневых покрытий для лечения ожоговых и гнойных ран.

✓   Разработан катализатор для очистки отходящих газов от оксидов серы и азота. Катализатор восстанавливает кислые газы до элементарных соединений, что позволяет практически полностью (до 1 — 2 ppm) очищать дымовые выбросы ТЭЦ от кислых газов. Катализатор изготавливается из цеолита (NaX или 13X или LSF), связующего (глина) и модифицирующего агента (соли кальция, меди, цинка или марганца). Катализатор изготавливается в виде сферических или цилиндрических гранул большого диаметра (10 – 12 мм), а также в виде керамических сотовых ячеек. Рабочая температура от 240°C. Катализатор в виде гранул помещается в металлический сетчатый фильтр внутри дымовой трубы. Фильтр изолирован негорючим тканным материалом, предотвращающим попадание твердых частиц в зону каталитической реакции.  Уникальность данного катализатора заключается в специальной обработке коммерческого цеолита, при которой формируются поликатионные кластеры переходных металлов, содержащих подвижный кислород и происходит стабилизация их в структуре цеолита.

✓   Разработан способ синтеза адсорбентов на основе багассы сахарного тростника, который включает в себя карбонизацию с последующей кислотно-щелочной обработкой. Установлено, что полученный адсорбент обладает высокой адсорбционной активностью по отношению к H₂S, растворенному в воде. В ходе работы также разработан хроматографический метод экспресс-оценки поглотительной способности адсорбента по отношению к кислым газам, растворенным в воде.

✓   Синтезированы железосодержащие катализаторы на основе оксида алюминия для конверсии СО₂ в CO. Исследовано влияния прекурсора железа на активность катализаторов. Обнаружено, что каталитическая эффективность катализаторов во многом зависит от используемого прекурсора железа, и его активность уменьшается в следующем ряду: нитрат железа (III) > ацетат железа (II) > цитрат железа (III) > триоксалатоферрат аммония (III). Селективность по CO увеличивается с ростом температуры и при 380°С достигает 100 %.

✓   Проведена газификация лигнинсодержащего сырья (скорлупа макадамии, канариума, багасса сахарного тростника, лузга семян подсолнечника) и последующая конверсия CO₂ в CO. Было обнаружено, что при газификации лузги семян подсолнечника и использовании катализатора с добавлением 3 % Cо наблюдается наилучшая каталитическая активность среди исследованных образцов (конверсия CO₂ в CO составила 83%). Образцы с добавлением никеля и железа проявили меньшую активность 71 и 39 % соответственно.

✓   Разработана укрупненная экспериментальная двухреакторная установка (реактор на 10 и 5 литров) по каталитическому пиролизу различного вида промышленных и сельскохозяйственных отходов в адсорбенты и горючее топливо. Установка состоит из следующих составных частей: 2 реторты с печью объемом 10 и 5 литров, работающие под давлением до 10 атм., осадитель тяжелых фракций и сажи, осадитель тумана, холодильник кожухотрубный, дефлегматор, каталитический реактор, приемник жидких фракций для работы под давлением, приемник жидких фракций стеклянный, парогенератор, насос подачи воды, насос откачки продуктов пиролиза, контроллер массового расхода газа, регулятор температуры, электрощит управления и сигнализации, комплект соединительных рукавов, вентили запорные высокого давления, предохранительные клапана сброса давления, каркас.