Умный фильтр: российские ученые вырастили «наносито» для очистки нефти и воды
Российские ученые получили особую пористую структуру, которая в перспективе сможет избирательно удерживать молекулы примесей. Разработка специалистов Южно-Уральского государственного университета напоминает своеобразное «наносито» и может стать основой материалов для очистки нефти, газа и воды.
Исследователи синтезировали два новых соединения на основе бария и иттрия. Одно из них представляет собой металлоорганический каркас — материал с пористой кристаллической структурой. Ученые вырастили его в лаборатории, а специалисты Курчатовского института изучили расположение атомов с помощью монокристальной рентгеновской дифракции — метода исследования кристаллов рентгеновскими лучами.
Особенность нового каркаса заключается в галогенных связях — взаимодействиях, в которых участвуют атомы галогенов. Предполагается, что благодаря им материал сможет выборочно удерживать молекулы веществ, содержащих хлор, бром или йод. Такие свойства в дальнейшем могут позволить отделять определенные примеси от сложных смесей.
По данным разработчиков, при нагревании взаимодействие каркаса с захваченными молекулами ослабевает, и они высвобождаются. Это потенциально позволяет очистить материал от накопленных примесей и использовать его повторно. Эффективность такой регенерации еще предстоит подтвердить в дальнейших испытаниях.
Технология может найти применение в нефтегазовой промышленности. В перспективе подобные каркасы смогут удалять галогенсодержащие примеси из нефти, газа и воды, в том числе вещества, способные вызывать коррозию оборудования. Материалы также могут пригодиться в промышленных процессах, где из смеси необходимо извлекать молекулы определенного типа.
Авторы работы отмечают, что возможность создавать металлоорганические каркасы с заданной структурой открывает путь к разработке сорбентов под конкретные промышленные задачи.
