Источник фото — Институт катализа СО РАН
Синтез углеродной пены происходил с помощью пиролиза пропан-бутановой смеси, который обычно используется для получения алкенов – этилена и пропилена, являющихся базовыми компонентами для производства полимеров. Побочными продуктами этого процесса являются жидкие пиролизные смолы, которые при высокотемпературном вспенивании образуют пеноуглерод – материал, имеющий упорядоченную структуру ячеек, а также отличающийся низкой плотностью и высокой химической устойчивостью, т.е. способностью сохранять свои свойства в чужеродной среде.
«Если развивать технологию, то пеноуглерод можно будет получать в промышленных масштабах, вторично используя многотоннажные технические отходы, и он будет доступным», – цитирует Институт катализа СО РАН одного из авторов исследования, младшего научного сотрудника отдела каталитических превращений Центра новых химических исследований Евгению Райскую.
Ученые применили полученный материал для сорбции нефти с поверхности воды. Нефть в ходе эксперимента заполнила внутренний объем углеродной пены, которая осталась над водой благодаря гидрофобности и низкой плотности. При этом пеноуглерод оказался пригодным для повторного использования: для этого ученым потребовалось «извлечь» сорбент с поверхности воды, а затем нагреть в воздушной камере до 550 градусов Цельсия, чтобы в итоге добиться сгорания внутри углеродной пены, сохранившей свои свойства при высокой температуре.
По оценке авторов исследования, 1 грамм углеродной пены способен впитать 20 грамм нефти, тогда как традиционные сорбенты способны поглотить не более 10 грамм. Вдобавок к этому, новый материал оказался устойчивым к кислотам: он не разрушается даже при выдержке в концентрированной серной кислоте, что делает его пригодным для каталитических реакций.
