Алевтина Гостева, кандидат наук, научный сотрудник Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева, стала победителем конкурса 2021 года на гранты президента РФ для молодых российских ученых. Ее проект посвящен разработке катализаторов на основе двойных комплексных солей таких металлов, как кобальт, хром, железо. Исследование направлено на разработку катализаторов, которые необходимы для очистки воздуха от различных загрязнителей, в частности - бензола.
Грантом по выхлопам
Алевтина в 2010 году окончила МГТУ по специальности «Химия», в том же году поступила в аспирантуру и стала сотрудником ИХТРЭМС, в 2017-м защитила диссертацию, ныне работает в лаборатории порошковой металлургии.
Грант президента составляет 1,2 миллиона рублей, выделяемых на два года. Эти средства ученая планирует потратить на покупку расходных материалов, поездку на научную конференцию, оплату труда соисполнителей - над проектом под ее руководством работают две студентки Апатитского филиала МГТУ, а курирует работу группы доктор химических наук София Печенюк.
- Бензол является ценным химическим сырьем, но в то же время он и высокотоксичное летучее органическое соединение, - поясняет Алевтина Гостева. - Бензол загрязняет атмосферный воздух, является канцерогеном и обладает мутагенными свойствами, наносит ущерб озоновому слою и способствует образованию фотохимического смога. Он попадает в воздух при неполном сгорании топлива, также входит в состав продуктов нефтехимии, медицинских препаратов и моющих средств. Удаление бензола из загрязненного воздуха будет способствовать снижению ущерба от его воздействия на окружающую среду и здоровье человека.
Процесс идет
Для нашего региона, в котором нет нефтеперерабатывающих предприятий, бензольное загрязнение пока не тема номер один, так же, как и для небольших городов, где не так уж много машин. Однако для современного мира в целом проблема куда как актуальна. И хотя в современных автомобилях стоят каталитические нейтрализаторы выхлопов, однако и на это у молодых ученых свой взгляд: вдруг им удастся предложить что-то получше?
Мы разговариваем об этом в лаборатории, где проходят модельные каталитические испытания по окислению бензола кислородом воздуха.
- В муфельной печи идет процесс получения будущего катализатора, - объясняет Алевтина. - Для этого исходная двойная соль при нагревании в токе газа (воздух или аргон) разлагается до оксидов. При этом выделяется большое количество газообразных продуктов, которые собираются в специальные емкости и дополнительно исследуются. Таким образом, мы занимаемся одновременно и фундаментальной наукой, и прикладными исследованиями, направленными на внедрение.
Вместо платины
Алевтина объясняет, что существует несколько способов удаления незначительных количеств бензола из загрязненного воздуха. Один из наиболее эффективных и экономически выгодных способов очистки загрязненного воздуха - полное каталитическое окисление небольших количеств бензола до углекислого газа и воды. Зачастую в состав катализаторов для его окисления входят дорогие платиновые металлы, которые показывают высокую эффективность, но быстро портятся во время работы.
- Мы поставили цель - разработать инновационную технологию получения эффективных, дешевых и имеющих долгий срок работы катализаторов, - говорит наша собеседница. - Она позволит формировать каталитические композиции с заранее заданными свойствами.
Сейчас группа испытывает пробные образцы катализаторов, устанавливая, какое количество бензола удается окислить, а также исследует, в какие именно химические продукты он превращается при этом. Возможно, эти продукты также найдут практическое применение.
