Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 587

Предложен новый способ безопасной переработки серы

Предложен новый способ безопасной переработки серы
Сера – один из важных компонентов в производстве различных продукций

По словам ученых-химиков, сера – это один из важных компонентов в производстве резин, косметики, лекарств, дезинфицирующих средств, удобрений и т.д. Она имеет кольцевидную структуру, состоящую из восьми атомов (S8). Для изготовления какой-либо продукции кольцо атомов раскрывают при помощи нагрева и последующего охлаждения. Так учёные из РХТУ им. Д.И. Менделеева предложили свой более экологичный и экономичный способ активации серы – кольца серы возможно раскрыть с помощью ионных жидкостей. В перспективе этот метод расширит область использования элементной серы, многотоннажные отвалы которой представляют угрозу для окружающей среды и здоровья людей. Результаты работы опубликованы в журнале Pure and Applied Chemistry.

Ученые сообщают, что способы, которыми кольца элементной серы превращают в полимерную цепочку, энергозатратны. Серу нужно сначала расплавить, нагрев до температуры 160-200 градусов, а затем резко охладить. При нагреве серные кольца раскрываются и соединяются в цепочку, после чего сера приобретает способность образовывать новые соединения с другими веществами. В промышленных масштабах на такие процессы уходит значительное количество энергии. К примеру, для производства 1 тонны полимерной серы нужно сжечь примерно 10 кубометров природного газа. Кроме того, при нагреве выделяется токсичный сероводород.

Наталия Павловна Тарасова - член-корреспондент РАН, доктор химических наук, профессор

Наталия Павловна Тарасова - член-корреспондент РАН, доктор химических наук, профессор

О проводимом исследовании «Научной России» рассказала Наталия Павловна Тарасова, член-корреспондент РАН, лауреат Макариевской премии за 2020 год, директор Института химии и проблем устойчивого развития РХТУ им. Д.И. Менделеева. «Разработка альтернативных способов раскрытия серного кольца связана с поиском нуклеофильных или электрофильных соединений-активаторов, способных образовывать связи с молекулами S8. В последнее время появляется всё больше работ по подбору таких новых реагентов для раскрытия серного кольца без нагрева. Мы предложили использовать в этом процессе ионные жидкости. Такие жидкости изучают уже несколько десятилетий и с ними связывают будущее зеленой химии. Но химические свойства ионных жидкостей исследованы еще недостаточно, а для раскрытия серного кольца их никогда не применяли», – говорит Наталия Павловна.

Базовые принципы зеленой химии, помимо прочих, предполагают учет энергетических затрат и их влияния на окружающую среду, синтез при температуре, близкой к комнатной, а также использование безопасных растворителей. Эксперименты с ионной жидкостью и элементной серой как раз проходили при комнатной температуре без дополнительного подвода энергии. Вещества вступали во взаимодействие в результате нуклеофильной атаки 8-членного цикла серы анионом ионной жидкости, приводящей к раскрытию кольца. В дальнейших исследованиях планируется изучение кинетики реакций.

«Новый способ синтеза значительно сокращает энергозатраты на получение высокомолекулярных серосодержащих соединений. На основе этого метода в дальнейшем мы планируем разработать методики синтеза полимеров, отвечающие принципам зеленой химии. Он может стать востребован в химическом производстве для безопасной переработки элементной серы, накапливающейся в значительных количествах при обессеривании нефти и природного газа», – добавила Наталия Тарасова.

Большая часть населения не задумывается о том, что химия и экология тесно взаимосвязаны. И вот почему. «Многие полагают, что экология и состояние окружающей среды – синонимы. Но это совсем не так. Экология – это наука о живых организмах и среде их обитания. Поэтому не надо говорить о сближении экологии и химии, они и так близки. Жизнь – это химический процесс», – комментирует исследователь.

 

Справка

Наталия Павловна Тарасова – член-корреспондент РАН, доктор химических наук, профессор, директор Института химии и проблем устойчивого развития Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева. Награждена медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени. Лауреат премии имени митрополита Московского и Коломенского Макария естественным наукам 2020 года в номинация «Научные исследования в области естественных и точных наук, имеющие высокое общественное и гражданское значение» (совместно с Макаровой Анной Сергеевной, доктором химических наук, профессором кафедры ЮНЕСКО «Зеленая химия для устойчивого развития» РХТУ им. Д.И. Менделеева).

Статья: N. Tarasova et al, Ionic liquids: green solvents and reactive compounds? Reaction of tri-n-butylmethylphosphonium dimethylphosphate with elemental sulfur, Pure and Applied Chemistry (Q2), 2020. DOI: 10.1515/pac-2019-0804

Фото предоставлены пресс-службой РХТУ им. Д.И. Менделеева

 

безопасная переработка серы исследование наталия тарасова рхту имени менделеева

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.