В новосибирском Институте неорганической химии (ИНХ) СО РАН разработали пористые металлорганические каркасы, позволяющие эффективно разделить бензол и циклогексан. Как сообщает официальное издание СО РАН «Наука в Сибири», применение этих материалов в промышленности может стать основой для технологии нового поколения, используемой при производстве синтетических тканей, пластмасс и ряда других материалов. Оно станет более экологичным и дешевым. Результаты исследований были опубликованы в престижном научном журнале Chemical Communication.
По словам заведующего кафедрой неорганической химии НГУ, члена-корреспондента РАН Владимира Федина, экономически развитые страны тратят в промышленности примерно треть всей производимой энергии. И около половины ее расходуется на процессы разделения сложных химических соединений.
В пример ученый приводит переработку нефти и природного газа. Из них добывается бензол и циклогексан, но разделение этих веществ — сложный, многоступенчатый процесс. Добываемый в итоге циклогексан идет в производство пластмасс, нейлона и другой синтетики. За год производится свыше пяти миллионов тонн этого органического соединения, а рынок его оценивается в 15 миллиардов долларов.
— Схема такая: сначала делается бензол, а потом уже его превращают в циклогексан, — поясняет Владимир Федин. — При этом бензол в небольших количествах остается, и его нужно обязательно отделять. Проблема в том, что у этих веществ очень близкие свойства, они имеют практически одинаковую температуру кипения. Если вы хотите разделить их при помощи перегонки, то нужно строить большие ректификационные колонны, тратить огромное количество энергии, что сейчас и происходит.
Технология, разработанная новосибирскими учеными, позволяет разделять бензол и циклогексан при комнатной температуре и практически без энергозатрат. В основе ее лежит применение синтетических металлоорганических каркасов, созданных на основе легкодоступной терефталевой кислоты и ее производных.
Благодаря большим полостям в своей структуре такие каркасы могут пропускать одни молекулы и задерживать другие. Ученым ИНХ СО РАН удалось настроить их таким образом, чтобы они поглощали бензол и не сорбировали циклогексан. При этом не требуются ни нагревание, ни ректификационные колонны.
