Российские ученые создали новые композиционные материалы на основе цеолитов
Российские ученые разработали новые композиционные материалы на основе недорогих и биосовместимых цеолитов. Материалы могут использоваться в качестве адсорбентов, полностью извлекающих из водных систем ионы фосфора и мышьяка, фотокатализаторов для разложения органических красителей, а также для создания антимикробных препаратов универсального применения. Исследование поддержано Минобрнауки России.
Над циклом работ, посвященных получению и характеризации новых цеолитов и композиционных материалов на их основе, ученые работали с 2015 по 2022 год. В научном проекте приняли участие специалисты МИРЭА —Российского технологического университета (РТУ МИРЭА), Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Института органической химии имени Н.Д. Зелинского, Института хирургии им. А.В. Вишневского. Руководителем исследования стала доктор химических наук, профессор Галина Кузьмичева.
Композиционные материалы, состоящие из двух и более компонентов, демонстрируют как улучшенные функциональные свойства каждого из участников системы, так и синергетические (успешное взаимодействие всех компонентов). Это способствует расширению областей их применения.
Основой новых композиционных материалов служат цеолиты — недорогие, нетоксичные, биосовместимые, каркасные 3D-структуры с полостями и каналами причудливой архитектуры. Их особенность — многообразие составов и строения, развитая удельная поверхность. В качестве второго компонента системы выбраны наночастицы диоксида титана, привлекательность которых обусловлена большой стабильностью, низкой стоимостью, высокой реакционной активностью, сочетанию важных эксплуатационных свойств.
«Наши исследования показали, что созданные нами композиционные материалы могут найти свою нишу в качестве адсорбентов, практически полностью извлекающих из водных систем ионы фосфора и мышьяка, которые оказывают отрицательное действие на здоровье человека и окружающую среду, фотокатализаторов для разложения в видимом свете водорастворимых органических красителей (отходов текстильной промышленности) и бактерицидных агентов для антимикробных препаратов универсального применения. На основе разработанных композиционных материалов созданы каталитические системы для ряда промышленно важных процессов: эпоксидирования алкенов, конверсии этанола, разложения закиси азота и крекинга пропана», — рассказала Галина Кузьмичева, доктор химических наук, профессор кафедры цифровых и аддитивных технологий Института перспективных технологий и индустриального программирования РТУ МИРЭА.
Одну из статей, посвященную дизайну новых катализаторов, отметили члены редакционной коллегии высокорейтингового журнала Dalton Transactions (2022, 51, 3439 - 3451), анонсировав ее на обложке номера.
