Новосибирские и британские ученые разработали метод борьбы с токсичными выбросами





По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), каждый год около 7 млн человек погибают из-за загрязнения воздуха. В связи с этим исследователи уделяют большое внимание ресурсосберегающим разработкам.

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.

Ученые международного Томографического центра СО РАН несколько лет занимались исследованием функциональных и адсорбционных свойств новых материалов - металл-органических координационных полимеров 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 Томографического центра СО РАН, кандидат физико-математических наук Алёна 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 из Томографического центра СО РАН предложили помощь специалисты из лаборатории профессора Мартина Шрёдера Манчестерского университета (Великобритания), которые разработали уникальные металл-органические координационные полимеры, 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 металл-органических координационных полимеров, 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.

Мария Вьюн,
студентка факультета журналистики
Новосибирского госуниверситета.

Новости Новосибирск