Новая технология основана на каталитической переработке трихлорэтилена – хлорорганического соединения, широко применяемого в промышленности. Новый метод – альтернатива сжиганию и захоронению отходов, которые оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Разработанная методика позволяет не только безопасно утилизировать опасные вещества, но и получать востребованные в различных отраслях углеродные наноматериалы.

Трихлорэтилен используется в химической промышленности для обезжиривания металлов, химчистки тканей, производства инсектицидов, лекарственных препаратов, смол и красителей. Однако это вещество относится к третьему классу опасности, а его утилизация в промышленных масштабах остается сложной задачей. Сжигание трихлорэтилена приводит к выбросу токсичного фосгена, что делает этот способ переработки небезопасным для экологии.

Специалисты института, развивая идеи одного из его основателей Романа Буянова, адаптировали методику получения углеродных наноматериалов из углеводородов для разложения хлорорганических соединений. В основе технологии – реактор трубчатого типа, в который помещается катализатор на основе никеля с добавлением молибдена, вольфрама, палладия или олова. После нагрева до 550–650°С через установку пропускается смесь трихлорэтилена, аргона и водорода. Водород предотвращает накопление хлора на катализаторе, а конечным продуктом реакции становится углеродный наноматериал в виде нановолокон. Этот способ переработки позволяет избежать образования побочных токсичных соединений, что делает его экологически безопасным.

Сфера применения углеродных наноматериалов обширна. В настоящее время ведутся исследования по созданию на их основе модифицированных полимерных композитов. Кроме того, материал демонстрирует перспективы в области очистки воды от хлорароматических загрязнений благодаря высокой удельной поверхности и пористости. Еще одно направление работы – использование углеродных наночастиц в составе присадок к смазочным материалам.

Дополнительно ученые рассматривают возможность применения этих материалов в качестве носителей катализаторов. Объединение стадии синтеза углеродного носителя с процессом нанесения катализатора может быть востребовано в электрохимии. Исследователи уже провели эксперименты по переработке реальных промышленных отходов, подтвердив эффективность своей технологии.

Разработанный метод не предусматривает периода разложения, что позволяет перерабатывать отходы без вреда для окружающей среды. По словам одного из авторов исследования Арины Потылицыной, если отходы просто сжигать, выделяются токсичные газы, а ценные углеродные соединения теряются. В случае их захоронения происходит загрязнение почвы и грунтовых вод, а воздействие солнечного света способствует образованию еще более опасных веществ. Новый подход позволяет избежать этих рисков, предлагая экологически чистую альтернативу утилизации хлорорганических соединений, пояснили ученые.