Ученые из России и Великобритании создают фильтры от вредных выхлопов

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), каждый год около семи миллионов человек погибают из-за загрязнения воздуха. В связи с этим исследователи уделяют большое внимание ресурсосберегающим разработкам. Сибирские ученые вместе с английскими коллегами разработали метод борьбы с токсичными выхлопами.   

В 2017 году Президентская программа Российского научного фонда поддержала проект новосибирских исследователей, которые изучают поглощение высокотоксичных выбросов ТЭЦ металл-органическими каркасами. Тепловые электростанции на органическом топливе считаются самыми вредными для окружающей среды: ежесуточно они выбрасывают в атмосферу 200 тонн оксидов азота, 680 тонн диоксида серы и сернистого ангидрида (что составляет 46 % от всего ангидрида в воздухе) и до 140 тонн твердых частиц пыли, золы и сажи. Накопленные в нижних слоях атмосферы химически вредные частицы опасны для дыхательной и сердечно-сосудистой систем и приводят к росту числа аллергических заболеваний. Токсичные выбросы образуются при горении природных источников энергии, таких как нефть или уголь, и от выхлопов автомобилей. 

Фото взято из открытых источников

Ученые Международного томографического центра СО РАН несколько лет занимались исследованием функциональных и адсорбционных свойств новых материалов металл-органических координационных полимеров (МОКП) с помощью методов электронного парамагнитного резонанса.  

«Это пористые вещества, образованные из кластеров ионов металлов и связанные между собой органическими линкерами (молекулами, используемыми для соединения частиц). Их преимущество в том, что можно изменять линкеры и создавать огромное количество структур, модифицировать их и получать пористые конструкции с разными характеристиками», — рассказывает сотрудник лаборатории магнитного резонанса Международного томографического центра СО РАН кандидат физико-математических наук Алёна Михайловна Шевелева. 

 

Однако несмотря на огромный потенциал, применение данных материалов для утилизации токсичных газов (в состав которых входят свободные радикалы — оксиды азота) было затруднительно: при взаимодействии с вредными парами они разрушались. Исследователям МТЦ СО РАН предложили помощь специалисты из Манчестерского университета (Великобритания, лаборатория профессора Мартина Шрёдера), которые разработали уникальные МОКП, обладающие большей поглощающей способностью и устойчивостью к агрессивному химическому воздействию. Сибирские ученые заинтересовались новым материалом и получили многообещающие результаты.  

В будущем каркасы предполагается использовать в качестве фильтров: спрессованный порошок, состоящий из МОКП, планируется устанавливать на выхлопной трубе ТЭЦ или автомобиля. Газ, проходя через адсорбирующее соединение, оставит вредные компоненты на внутренней поверхности пор каркаса. Заполненный фильтр можно будет очистить и использовать повторно, переработав выбросы в полезные вещества. Например, диоксид азота, содержащийся в выхлопах, растворим в воде и способен образовать азотную кислоту, которая применяется в производстве удобрений, красителей и в металлургии. 

Источник