Индийским ученым, совместно с британскими коллегами удалось создать совершенно уникальный нанопористый материал, который умеет делать топливо из углекислого газа и химикаты из пластиковых отходов. Ученые дали материалу название — аморфный цеолит и опубликовали результаты исследований в одном из номеров журнала Nature Communications.
Как создавался аморфный цеолит
Нанопоритсый материал относится к твердым кислотам, которые известны, как сильные катализаторы. Твердыми кислотами можно заменить экологически опасную жидкую кислоту в крекинге углеводородов, алкирировании или разложении пластмассовых отходов. Чаще всего твердые кислоты — это органика, но встречаются и минеральные природные вещества, например кристаллические цеолиты и аморфные алюмосиликаты.
Цеолиты отдают и снова поглощают воду, ускоряют химические реакции, наделены способностью к ионному обмену. Минус цеолитов — в их мелкой пористости, поэтому их не используют в диффузионных процессах. Аморфные алюмосиликаты, напротив, наделены низкой кислотностью и высокой пористостью.
С помощью капель микроэмульсии ученым удалось создать пористую наногубку, у которой наблюдаются сильные кислотные свойства, как у цеолитов, и структурные свойства, как у алюмосиликатов.
Переработка красного шлама
Пока западные ученые синтезировали наногубку, российские придумали способ, который позволит получать специальный сорт чугуна из красного шлама. Алюминиевая промышленность давно нуждалась в технологии, которая позволила бы безопасно утилизировать шлам, в котором содержится оксид железа, титан, кремний, невыщелоченный остаточный алюминий. По подсчетам ученых, российские промышленные заводы накопили 600 млн тонн опасных отходов и их количество с каждым днем только возрастает.
Трудность переработки состоит в том, что шлам содержит щелочь, которая разрушает плавильные печи, поэтому ее нужно удалить из смеси перед плавлением и вернуть в цикл производства алюминия. Сырье плавится при экстремально высоких температурах — более 1700 °C. Полученный чугун содержит 1,5% карбида титана, который придает металлу прочность, и 1% фосфора, улучшающий текучие свойства нового сплава.
