Российские ученые создали катализатор, очищающий дизель от серы почти полностью

Ученые разработали катализатор, который удаляет из дизельного топлива более 99% серы — соединений, вызывающих кислотные дожди и раздражение дыхательных путей.

Новая технология не требует высоких температур и давления, что делает очистку топлива дешевле и проще для масштабирования.

Визуализация инновационной технологии очистки дизельного топлива. Иллюстрация: ECOportal.su / ИИ

Коротко о главном

• Московские учёные разработали новый катализатор для очистки дизельного топлива от серы — он удаляет более 99 % вредных примесей.
• Технология не требует высоких температур и давления (реакция проходит при 70 °C и атмосферном давлении), что упрощает и удешевляет процесс очистки по сравнению с традиционной гидроочисткой.
• Основа катализатора — гидроксиапатит с активными фосфомолибдатными кластерами; в процессе очистки используется перекись водорода, которая распадается на воду и не даёт вредных побочных продуктов.
• Катализатор сохраняет активность после пяти циклов использования.
• В перспективе планируется отказаться от перекиси водорода и использовать кислород воздуха — это позволит ещё сильнее снизить себестоимость процесса.

Новая разработка повышает экологичность дизельного топлива и обладает высоким потенциалом для промышленного внедрения.

Московские ученые разработали катализатор, позволяющий удалять из дизельного топлива более 99 процентов вредных примесей серы. Новая технология упрощает и удешевляет очистку топлива, поскольку не требует высоких температур и давления, сообщили РИА Новости в пресс‑службе Российского научного фонда (РНФ).

Почему сера в топливе опасна для экологии

В природной нефти помимо углеводородов — горючей основы топлива — содержатся сернистые соединения. При сжигании топлива с высоким содержанием серы в воздух попадают вредные оксиды, которые могут приводить к кислотным дождям и раздражению дыхательных путей у людей.

Из‑за этого бензин и дизель очищают от серы с помощью гидроочистки — обработки водородом. Однако такой метод технически сложен: он требует температур порядка 300–400 °C и высокого давления, а также не позволяет удалить из топлива некоторые стойкие ароматические соединения серы, пояснили в РНФ.

Как работает новый катализатор

Ученые предложили принципиально новый подход. За основу катализатора они взяли гидроксиапатит — доступный, нетоксичный и стабильный минерал, который легко синтезируется из недорогих кальциевых и фосфатных прекурсоров (веществ‑предшественников). Исследователи пропитали гидроксиапатит раствором с содержанием ионов молибдата и нагрели его, в результате чего на поверхности материала сформировались активные фосфомолибдатные кластеры.

Полученный катализатор вместе с перекисью водорода добавили в образцы реального дизельного топлива, не проходившего очистку от серы, и провели реакцию при 70 °C и атмосферном давлении. Перекись окислила сернистые соединения, а сама распалась на воду, что исключило образование вредных побочных продуктов. За 8‑часовой цикл катализатор удалил из топлива более 99 процентов серы и не потерял активность после 5 циклов использования.

«Сочетание дешёвых материалов, мягких условий и высокой эффективности делает разработку экономически конкурентоспособной и позволяет легко её масштабировать. В дальнейшем мы планируем разработать системы, которые смогут эффективно окислять соединения серы кислородом воздуха, чтобы уйти от использования перекиси водорода и, тем самым, дополнительно существенно снизить себестоимость процесса», — приводятся в сообщении РНФ слова руководителя проекта, старшего научного сотрудника лаборатории композиционных керамических материалов и биоматериалов Института металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН Маргариты Гольдберг.

В исследовании также принимали участие учёные из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Института физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН (Москва), Института общей физики имени А.М. Прохорова РАН (Москва) и Института нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева РАН (Москва).

Результаты исследования представлены в журнале Separation and Purification Technology. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.

Источник: ecoportal.su