Сибирские учёные предложили способ переработки глицерина в абсорбент для улавливания CO2

Исследователи ФИЦ «Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН» работают над превращением дешёвого побочного продукта производства биодизеля — глицерина — в аминовые абсорбенты, способные улавливать углекислый газ. Обзор их исследований опубликован в международном журнале Sustainable Chemistry and Pharmacy.

Почему глицерин стал интересен учёным

Глицерин накапливается как побочный продукт при производстве биодизеля: чем больше выпускают этого топлива, тем выше объёмы побочного сырья. Учёные ФИЦ ИК СО РАН предлагают использовать глицерин для получения аминовых абсорбентов — веществ, применяемых для поглощения «кислых» газов, в первую очередь CO₂, который выделяется при сжигании угля, нефти и газа и считается ключевым парниковым газом.

Как проводят реакцию

«Мы задались вопросом, можно ли из глицерина получить абсорбенты, которые эффективно улавливают CO₂. Ранее мы активно занимались исследованием катализаторов на основе никеля, поэтому решили применить один из них именно в процессе аминирования глицерина, то есть его превращения в аминовый абсорбент», — говорит старший научный сотрудник Инжинирингового центра ФИЦ ИК СО РАН, кандидат химических наук Роман Геннадьевич Кукушкин.

Аминирование проводят в проточном реакторе с неподвижным слоем катализатора: реагенты непрерывно подаются в трубку, проходят через слой катализатора и выходят уже в виде продуктов. По словам Кукушкина, альтернативой являются реакторы периодического действия, где компоненты загружают и обрабатывают за один цикл, а затем извлекают продукт.

Катализаторы и их модификация

Пока что команда тестировала никелевые катализаторы — металл недорогой и демонстрирует хорошую активность. Их готовили золь‑гель методом: из исходных веществ формируют коллоидную систему (золь), затем трёхмерную структуру (гель), сушат и термообрабатывают для получения материала с нужной текстурой и высоким содержанием Ni.

«Мы начали работу с готовых систем катализаторов, изучили опыт российских учёных и зарубежных коллег. После первых испытаний приступили к модификации существующих систем специально под наши цели. Например, взяли катализатор на основе никеля и дополнили его разными металлами. Таким образом мы улучшили его способность избирательно формировать нужный продукт и обеспечивать практически полное превращение исходного вещества», — поясняет Роман Кукушкин.

В дальнейшем учёные внедряют в состав катализаторов добавки, такие как олово или молибден, и меняют соотношение никеля и модификаторов. Одновременно исследуются влияния температуры, давления и концентрации реагентов, чтобы подобрать оптимальные условия аминирования.

Оценка продуктов и дальнейшие шаги

Качество синтезированных соединений определяют методами газовой хроматографии и хромато‑масс‑спектрометрии: эти анализы помогают установить состав продуктов и их количественные доли. Сейчас образцы аминированного глицерина готовят для следующего этапа — испытаний сорбционной способности в отношении CO₂. Для первичных тестов используют чистый лабораторный CO₂, а не промышленные выбросы, чтобы точнее оценить эффективность разработанного сорбента.

«Технология захвата газов давно известна, в этом плане наша работа не новшество. Главное, чего мы добиваемся, — научиться превращать глицерин в полезный продукт, в частности для аминовой очистки от углекислого газа. Ведь в России образуется огромное количество использованного растительного масла, раньше шедшего на экспорт. Из него мы можем извлечь глицерин, а затем переработать его дальше — в амины или другие нужные вещества. Получается хорошее решение проблемы утилизации отходов», — отмечает Кукушкин.

После завершения ряда экспериментов команда планирует детально изучить физико‑химические свойства катализаторов, чтобы понять, как модификаторы влияют на их активность, и затем изготовить опытные образцы для дальнейших испытаний.

Автор: Ирина Баранова