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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива У Земли есть свои минилуны 11.04.2012 Согласно расчетам группы астрономов из Университета Хельсинки, Парижской обсерватории и Университета Гавайев в Маноа, Земля в каждый момент времени имеет больше чем один естественный спутник. Наша Луна диаметром 3476 км, так любимая поэтами и художниками, находится на своей орбите более 4 миллиардов лет. Однако у Земли есть и другие спутники, гораздо меньшие "двоюродные братья" Луны, которые называют "минилуны". Обычно они имеют лишь несколько метров в диаметре и часто вращаются вокруг нашей планеты менее года, прежде чем снова выйти на свои орбиты вокруг Солнца. Ученые впервые использовали суперкомпьютер для моделирования прохождения 10 миллионов астероидов мимо Земли. Затем они отследили траектории 18000 объектов, которые были захвачены гравитацией нашей планеты. В результате исследователи пришли к выводу, что в любой момент времени у Земли есть по крайней мере еще один спутник диаметром не менее одного метра. По данным моделирования, большинство астероидов, которые захвачены гравитацией Земли, не вращаются по круговой орбите, а следуют по сложным извилистым орбитам. Это происходит из-за взаимодействия гравитации Земли, Луны и Солнца, которое заставляет минилуны бежать по извилистым "дорожкам". Минилуны остаются спутниками Земли, пока одна из гравитационных сил не срывает их с места и не направляет по новой траектории. Обычные минилуны проводят на орбите вокруг Земли около девяти месяцев, но некоторые из них могут вращаться вокруг нашей планеты на протяжении десятилетий. По словам астрономов, расчет движения минилун был одной из самых сложных и масштабных задач в их карьере. Если бы аналогичные расчеты нужно было делать на домашнем компьютере, на это потребовалось бы 6 лет. Минилуны с научной точки зрения очень интересны, поскольку они могут быть доступным источником образцов пород, которые не сильно изменились с момента образования нашей Солнечной системы более 4,6 миллиардов лет назад. Спутники Земли не обязательно очень маленькие. Так, в 2006 году астрономы из Университета Аризоны обнаружили минилуну 2006 RH120 размером с автомобиль. Она облетела Землю менее чем за год, после чего вновь возобновила движение вокруг Солнца.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026