Исследователи Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева создали адсорбент на основе древесной стружки и пластиковых отходов. Результаты работы опубликованы в журнале Chemical Engineering Research and Design – сообщает пресс-служба РХТУ.
Отправляя отходы в мусорный бак, мы редко задумываемся какая судьба их ждёт, перекладывая ответственность за дальнейшую заботу об этом в специализированные организации. Преодолев длинный путь производства полимерные отходы иногда проще, экологичнее и выгоднее использовать повторно, чем заново добывать природные ресурсы, создавать из них необходимый материал, придавать нужную форму и перевозить через большие расстояния.
Обычно, для рециркуляции (последующего многократного использования) используют лишь чистые отходы, для этого полимерные отходы измельчают, подмешивают в смесь для изготовления нового пластика, но многие предметы слишком грязные, плохо рассортированы и их остаётся лишь закопать или сжечь. Однако, существует метод, позволяющий повторно использовать и грязные отходы – пиролиз, или термическое разложение, которое проводят при повышенной температуре и в отсутствии кислорода.
Исследователи РХТУ им. Д.И. Менделеева в качестве реагентов использовали древесную стружку и пластиковые отходы, а условия синтеза подобрали таким образом, чтобы основным получаемым продуктом был активный уголь – эффективный адсорбирующий материал, на основе которого делают фильтры для очистки воздуха, газов и различных жидкостей, в том числе питьевой воды.
В качестве реагентов ученые использовали березовую стружку с одной из лесопилок Орловской области, сосновую стружку в виде туалетного наполнителя для животных, а также пять видов пластика – измельченные куски полистирола, полиэтилена, полипропилена, полиуретана и ПЭТ, смеси которых сжигали в закрытом тигле. Во время пиролиза поверхность древесины постепенно карбонизировалась, то есть превращалась во всё более и более чистый углерод, а на этой матрице оседали газообразные продукты термического разложения полимеров, в результате получился пористый углеродный адсорбент.
«Фишка понятная: мы уничтожаем отходы, а на выходе получаем полезный продукт, но всё не так просто», - объясняет доцент кафедры промышленной экологии РХТУ, один из авторов работы, Алексей Нистратов. «Я строил свою работу на самых ходовых полимерах, а они при пиролизе сами по себе не образуют твердого остатка, только летучие продукты. Поэтому мы примешивали к этим отходам первичное сырье богатое углеродом - древесину, и вот совместный пиролиз этих компонентов дал синергетический эффект. То есть если отдельно так обрабатывать древесину, то углеродный адсорбент получится, но скромный, а при совместном пиролизе мы получили очень интересный продукт с реальными перспективами и характеристиками лучше, чем у коммерческих аналогов».
Как дополняет Алексей Нистратов, перерабатывающая организация Экофонд, с которой он работает, использует схожую систему, но на выходе она получают твердый продукт, который никак не используется. Модификация же технологии позволит получать востребованный конечный продукт. По результатам оценки, представленной в исследовании, технологический процесс синтеза адсорбентов на основе древесины и полимерных отходов будет более выгодным, чем его современные аналоги и может быть внедрен без перестройки производства.
Иллюстрация: Верхнее изображение - Микрофотография березовой стружки. Среднее (увеличение в 1000 раз) - Микрофотография синтезированного адсорбента. Нижнее (увеличение в 1000 раз) - Изображение сканирующего электронного микроскопа, поверхность адсорбента. Изображение предоставлено авторами исследования.
