Исследователи Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН предложили инновационный метод превращения синтетического гидроксиапатита в катализатор для очистки нефти, почвы и воды. Их подход, опирающийся на использование молибдат-ионов, может оказать значительное влияние на экологическую безопасность и устойчивое развитие.
Группа ученых разработала методику, позволяющую превратить гидроксиапатит – природный минерал с высокой пористостью, в эффективный катализатор для очистки окружающей среды. Согласно их исследованию, опубликованному в журнале Ceramics International, добавление молибдат-ионов к гидроксиапатиту значительно увеличивает его способность участвовать в химических реакциях, при этом сохраняя его пористую структуру, что делает его идеальным для поглощения загрязнителей.
«Наше исследование показало, каким образом можно управлять структурой гидроксиапатитов, содержащих молибдат-ионы. Предложенный подход поможет упростить получение таких материалов, перспективных для очистки нефти и используемых в качестве катализаторов для иных процессов, например, расщепления загрязнителей почвы и воды».
— Маргарита Гольдберг, старший научный сотрудник ИМЕТ РАН
Исследователи использовали гидротермальную обработку для получения пористых нанопорошков гидроксиапатита с молибдат-ионами, тщательно изучая влияние различных концентраций молибдат-ионов на свойства материала. Оптимальные результаты были достигнуты при обработке гидроксиапатита при 140°C с добавлением 15% молибдат-ионов.
Дополнительно, авторы исследования разработали искусственную нейронную сеть для прогнозирования текстуры еще не созданных на практике материалов на основе гидроксиапатита. Это позволяет производителям настраивать условия синтеза для получения материала с нужной пористостью, значительно расширяя возможности использования данного метода в промышленности.
Исследование, поддержанное грантом Российского научного фонда, является частью обширной работы в области «зеленой химии» и экологического материаловедения, что подтверждает стремление к переходу к передовым цифровым и интеллектуальным производственным технологиям.
«Наше исследование показало, каким образом можно управлять структурой гидроксиапатитов, содержащих молибдат-ионы. Этот подход поможет упростить получение материалов, перспективных для очистки нефти, почвы, воды и применения в качестве катализаторов в различных процессах, в том числе в ‘зеленой химии’»
— Маргарита Гольдберг
Это исследование, поддержанное грантом Российского научного фонда, открывает новые горизонты в разработке экологически чистых и эффективных материалов для очистки окружающей среды. Использование гидроксиапатита, обогащенного молибдат-ионами, позволяет создавать катализаторы с высокой степенью пористости, что улучшает их способность удерживать и нейтрализовать загрязнители.
Разработанная искусственная нейронная сеть для прогнозирования свойств еще не созданных материалов на основе гидроксиапатита является еще одним значительным достижением этого проекта. Этот алгоритм позволяет оптимизировать процессы синтеза и получения материалов с нужной структурой и пористостью для конкретных применений.
Таким образом, результаты данного исследования вносят значительный вклад в развитие экологических технологий и открывают путь для создания новых эффективных решений в области очистки окружающей среды и ‘зеленой химии’.
Нет комментариев