Найден способ получать дешевые материалы для очистки воды из отходов пластика
 
Пластик измельчили до фракции менее 1 мм и поместили в реакционную среду, в результате чего образовались 2-нитротерефталевая и 2-йодтерефталевая кислоты, из них изготовили MOF-материалы
 
Ученые предложили технологию получения пористых материалов из отходов полиэтилентерефталата (ПЭТ) для очистки воды и газов. Полученные металлорганические каркасы не уступают по свойствам коммерческим аналогам, но значительно дешевле, сообщили ТАСС в Минобрнауки РФ.
 
ПЭТ относится к наиболее пригодным для переработки пластикам. Большинство существующих технологий позволяют либо разлагать его до исходных молекулярных компонентов с последующим производством ПЭТ, либо перерабатывать механически. Однако многократная переработка снижает прочность и вязкость материала, а экономическая ценность получаемых продуктов возрастает незначительно.
 
"Ученые Томского политехнического университета в составе международной коллаборации предложили способ получения пористых металлорганических каркасов для очистки воды и газов из отходов ПЭТ. Новая технология позволяет одновременно переработать пластик и получить полезные материалы. По расчетам ученых, полученные из таких компонентов материалы для очистки не уступают по свойствам коммерческим аналогам, но в 5-80 раз дешевле", - сообщили в министерстве.
 
Пластик измельчили до фракции менее 1 мм и поместили в реакционную среду, в результате чего образовались 2-нитротерефталевая и 2-йодтерефталевая кислоты. Из них изготовили MOF-материалы - трехмерные молекулярные губки с множеством микроскопических пор. Благодаря пористой структуре их можно применять для очистки воды и газов, разделения веществ и катализа.
 
"Обычно переработка и химические изменения образующейся терефталевой кислоты выполняются последовательно. Сначала полимер разрушают, затем выделяют и очищают промежуточный продукт и только после этого вводят в его структуру нужную функциональную группу. Мы объединили два этих действия в одном реакционном процессе. Это позволило сократить число операций, отказаться от выделения и очистки нескольких промежуточных соединений и уменьшить количество необходимого оборудования. А, значит, удешевить технологию", - отметила научный сотрудник Международной научно-исследовательской лаборатории "Невалентные взаимодействия в химии материалов" ТПУ Ольга Гусельникова.
 
Метод апробировали на пищевых контейнерах, бутылочном пластике, промышленных отходах, полиэстровых тканях и смесях ПЭТ с полиэтиленом. Подобрав температуру, продолжительность реакции и количество реагентов, ученые получили высокий выход целевых соединений, из которых синтезировали MOF. По расчетам, стоимость нитросодержащих соединений снизилась в 5-7 раз, йодсодержащих - в 75-80 раз по сравнению с коммерческими аналогами. Полученные MOF сохранили кристалличность, микропористость и термостойкость на уровне коммерческих аналогов.
 
Об исследовании
 
В будущем ученые планируют работать над масштабированием технологии и анализом всего технологического цикла - от сбора и измельчения отходов до получения и использования конечных MOF-материалов - для оценки экологического преимущества нового метода.
 
В исследовании участвовали ученые Томского политеха, Венского технического университета (Австрия), Университета Страны Басков (Испания) и Новосибирского института органической химии имени Н. Н. Ворожцова. Результаты работы ученых опубликованы в журнале Materials Horizons (Q1, IF: 11,4). Исследования были поддержаны Минобрнауки России.

МАХ