Адсорбент вместо холода

10.11.2018

В современном мире нас со всех сторон окружают полимеры. Их стало настолько много, что полимерный мусор представляют серьезную проблему для мирового океана - но тут уж, как говорится, сами виноваты. Однако кроме проблемы отходов есть еще одна.

Дело в том, что полимерное производство - это весьма затратный с точки зрения энергии процесс. Например, до того как из полиэтилена будет изготовлен обычный пакет, нужно сначала изготовить сам полиэтилен из этилена. А до этого получить этилен, потому что в природе его не найти. Производят этилен из других углеводородов с помощью процесса, который называется пиролиз: углеводородное сырье нагревают в специальных аппаратах, в результате чего большие молекулы разваливаются на более маленькие, среди которых есть и этилен. Но кроме нужного нам этилена образуется еще множество разных веществ, которые необходимо как-то из этой смеси убрать, потому что для производства полиэтилена этилен должен быть очень высокой степени чистоты.

Процесс разделения и очистки - краеугольный камень всего химического производства. Не так сложно получить какое-то вещество - сложно потом отделить его от других. Для этих целей на заводах стоят огромных размеров установки, и ресурсов они потребляют тоже соразмерно. Основная проблемная примесь в этилене - его практически родной химический "брат" этан. Они оба очень похожи по своим свойствам и поэтому их очень тяжело отделить друг от друга. На заводах для этого строят сложные криогенные установки, которые при низкой температуре и высоком давлении очищают этилен от этана. Естественно, что это не только делает производство более дорогим, но и приводит к лишним выбросам в окружающую среду и расходу ресурсов.

Одно из возможных решений проблемы - использование адсорбентов. Вместо того чтобы охлаждать, сжимать и нагревать миллионы тонн газовой смеси, неплохо было бы пропустить ее сквозь какой-нибудь фильтр, который адсорбирует этан, а на выходе даст чистый этилен. Исследователи не один год бьются над тем, чтобы создать такие материалы. Несколько лет назад с помощью металл-органических каркасных структур (MOF) удалось разделить этан и этилен, но с одним очень существенным "но". Разработанный адсорбент задерживал этилен, а пропускал, наоборот, этан. То есть разделение происходило наоборот - не этилен чистился от этана, а этан от этилена. С учетом того, что в реальных условиях этилена в смеси содержится сильно больше, получалась лишняя работа, которая была ничем не лучше криогенного разделения.

Исследователи из Китая и США представили вещество, которое вылавливает из смеси этан, не трогая этилен. Этот адсорбент представляет собой металл-органическую каркасную структуру на основе железа, однако в отличие от более ранних разработок, на атомы железа были помещены атомы кислорода. Такая молекулярная конструкция оказалась способна эффективно связывать молекулы этана, в то время как молекулы этилена на подобные "рецепторы" не садились. В результате получившийся адсорбент стал способен "правильно" разделять этан-этиленовую смесь в одну стадию: связывать этан и пропускать этилен.

<< Назад: Новый способ распространения света в стекле 10.11.2018

>> Вперед: Разгадан феномен женского чутья 09.11.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива Радиомаяк для пчелы 19.11.2006 Для слежения за полетом насекомых уже давно пытаются применять радиолокатор. Но на малой высоте, типичной для полета насекомых, радиоволны отражаются от растений, построек, неровностей местности. Сигнал, отраженный от малой цели, теряется в помехах. Английские специалисты предложили использовать для слежения за насекомыми так называемый транспондер - проволочку-антенну с включенным в нее полупроводниковым диодом. При облучении этого устройства радиоволнами оно испускает волну вдвое большей частоты. Кстати, на этом принципе основана работа наклеек, не позволяющих вынести из магазина неоплаченную покупку. Транспондер весит несколько миллиграммов и нисколько не мешает полету.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025