Специалисты Института технологического машиностроения Китайской академии наук нашли новый способ синтеза полых кремниевых микросфер, которые могут быть отличным носителем активного вещества катализаторов для нефтепереработки. Ученые сделали традиционный техпроцесс в 100 раз эффективнее.
Как специалисты пишут в научном журнале Advanced Materials, обычно для изготовления кремниевых микросфер используют темплатный метод. Кремнезем в виде микрочастиц служит темплатом — матрицей, лекалом для образования нужных соединений. Его заполняют раствором тетрахлорида кремния (SiCl4). Раствор разлагается — обычно при высоких температурах, и из него синтезируются полные микросферы. На финальном этапе их «достают» из темплата с помощью раствора кислоты.
Ученые смогли сократить технологическую цепочку. Чтобы упростить и ускорить синтез, они заменили разложение раствора вымачиванием тетрахлорида кремния в аммиачной воде (гидрате аммиака, NH4OH) в течение пяти часов при температуре 25 градусов. Полученный материал отправили в центрифугу — там за счет быстрого вращения в нем образовывалось и схлопывалось множество пузырьков. В итоге получились идеально круглые полые микросферы с пористой поверхностью.
Метод подходит для создания полых микросфер оксида олова и диоксида титана. Изменяя параметры среды, в которой происходит обработка исходного вещества, можно получать микросферы с заданным размером пор.
Как показали исследования, свойства катализаторов, созданных с применением новых микросфер, не хуже свойств традиционных. При этом эффективность их производства возрастает в 100 раз, а стоимость уменьшается в десять раз.