Автоматизация производства силиконов с помощью микрофлюидных систем. Российские ученые разработали новую технологию
Российские ученые из нескольких ведущих институтов объединили гетерофазный катализ и микрофлюидные технологии для эффективного производства силиконов. Это позволит автоматизировать процесс и снизить затраты на его реализацию, что открывает возможности для создания малотоннажных производств. Результаты исследования опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal.
Силиконовые материалы применяются во многих отраслях, от медицины до авиакосмической промышленности, и их производство связано с рядом сложностей. Одним из главных методов их получения является гидросилилирование с использованием платиновых катализаторов, однако высокая стоимость и экологические риски использования платины создают препятствия для масштабирования производства.
«Мы объединили преимущества гомогенных и гетерогенных катализаторов, разработав гетерофазные системы, которые обеспечивают высокую активность и многократную рециклизацию катализатора».
— Ашот Арзуманян, руководитель групп ИНЭОС РАН и ИНХС РАН
Основной проблемой традиционных методов является необходимость постоянной рециклизации катализаторов и сложность масштабирования. Для решения этих задач ученые предложили использование микрофлюидных технологий, позволяющих проводить реакции в малых объемах с высокой эффективностью. Применение 3D-печати для создания реакторов с микроканалами и использование шприцевых насосов для точной подачи реагентов позволяет оптимизировать процесс и уменьшить затраты.
«Применение Раман спектроскопии для in situ мониторинга позволило нам отслеживать ход реакции в реальном времени и проводить кинетические исследования».
— Андрей Терещенко, н.с. МИИИМ ЮФУ
Новая технология позволяет значительно повысить производительность реакций за счет оптимизации процессов тепло- и массопереноса. Реакция протекает за несколько минут, что сокращает время и затраты на производство. Разработка не только решает проблему дезактивации катализаторов, но и позволяет создать полностью автоматизированные установки для производства силиконов и других химических продуктов.
«Наше решение применимо не только для производства силиконов, но и для других многофазных химических процессов».
— Александр Гуда, руководитель молодежной лаборатории ЮФУ
Эта инновация открывает путь к созданию более эффективных и экологически чистых технологий в химическом производстве, предлагая экономически выгодное и устойчивое решение для широкого спектра промышленных задач.
Источник: РАН.
