catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2022-6-6-15catal-848Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫ КАТАЛИЗАGENERAL PROBLEMS OF CATALYSISСиликагель – сорбент и носитель катализаторов: совершенствование технологий и поиск альтернативных путей производстваSilica Gel as a Sorbent and Catalyst Support: the Improvement of Technologies and the Search for Alternative Production RoutesМамонтовГ. В.MamontovG. V.ctls@kalvis.ruЕвдокимоваЕ. В.EvdokimovaE. V.ctls@kalvis.ruСавельеваА. С.SavelyevaA. S.ctls@kalvis.ruЗубковА. В.ZubkovA. V.ctls@kalvis.ruМихееваН. Н.MikheevaN. N.ctls@kalvis.ruМазовИ. Н.MazovI. N.ctls@kalvis.ruКнязевА. С.KnyazevA. S.ctls@kalvis.ruТомский государственный университет (ТГУ)РоссияTomsk State UniversityRussian FederationИнжиниринговый химико-технологический центр (ООО «ИХТЦ»), ТомскРоссияEngineering Chemical Technology Center, TomskRussian FederationТомский государственный университет (ТГУ); Инжиниринговый химико-технологический центр (ООО «ИХТЦ»), ТомскРоссияTomsk State University; Engineering Chemical Technology Center, TomskRussian Federation202228112022226615Copyright © LLC "KALVIS", 20222022LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/848

Силикагели являются пористыми материалами, находящими широкое применение как в промышленности, так и в быту. Отечественные производители выпускают шариковые и порошковые силикагели, однако ряд областей применения силикагелей полностью зависит от импорта. Поэтому требуется разработка технологий их приготовления, внедрение которых позволило бы провести замену импортных силикагелей. Описаны способы улучшения свойств шариковых силикагелей и новые решения к получению, в том числе порошковых силикагелей, а также силикагелей с упорядоченной пористой структурой. Предложено использование дешевого сырья для их приготовления, в частности промышленных отходов алюминиевой промышленности – сиштофа, а также дешевого природного материала – диатомита. Показано, что за счет регулирования параметров осаждения и формирования структуры оксида кремния возможно приготовление силикагелей с широким диапазоном характеристик пористой структуры, что позволяет их использовать в различных областях.

Silica gels are the porous materials widely employed in both the industry and housekeeping. Domestic manufacturers produce bead and powder silica gels; however, some application fields of silica gels completely depend on the import. So it is necessary to develop technologies for their production, the introduction of which would allow replacing the imported silica gels. The paper describes methods for improving the properties of bead silica gels and new approaches to the production of powder silica gels and silica gels with the ordered pore structure. It was proposed to use inexpensive feedstock for their preparation, particularly, industrial wastes from the production of alumina – Si-stoff, and the natural material – diatomite. By controlling the parameters of deposition and formation of the silica structure it is possible to obtain silica gels with a wide range of pore structure characteristics, which could be used in various application fields.

силикагельсорбентносительМСМ-41SBA-15сиштофдиатомитsilica gelsorbentsupportМСМ-41SBA-15Si-stoffdiatomiteReferencesИнформационный блог на сайте компании ООО «ИХТЦ», https://ect-center.com/blog/silicagel_1Информационный блог на сайте компании ООО «ИХТЦ», https://ect-center.com/blog/silicagel_1Сайт компании ООО «СкатЗ», https://skatz.ru/Сайт компании ООО «СкатЗ», https://skatz.ru/Сайт компании ООО «Комета», https://www.extrasil.com/company/Сайт компании ООО «Комета», https://www.extrasil.com/company/ГОСТ 18307–78. Сажа белая. Технические условия.ГОСТ 18307–78. Сажа белая. Технические условия.Кандырин К.Л. Белая сажа для шинных резин: Тенденции последних лет и перспективы // Каучук и резина. 2011. № 4. С. 37–42.Кандырин К.Л. Белая сажа для шинных резин: Тенденции последних лет и перспективы // Каучук и резина. 2011. № 4. С. 37–42.Патент РФ № 2404122. Способ получения гранулированного без связующего цеолита типа NaX высокой фазовой чистоты. Опубл. 20.11.2010.Патент РФ № 2404122. Способ получения гранулированного без связующего цеолита типа NaX высокой фазовой чистоты. Опубл. 20.11.2010.Патент РФ № 2450970. Способ получения цеолитного адсорбента структуры АХ и цеолитный адсорбент структуры АХ. Опубл. 20.05.2012.Патент РФ № 2450970. Способ получения цеолитного адсорбента структуры АХ и цеолитный адсорбент структуры АХ. Опубл. 20.05.2012.Иванчев С.С., Иванчева Н.И., Хайкин С.Я., Свиридова Е.В., Рогозин Д.Г. // Высокомолекулярные соединения. 2006. Т. 48. С. 423–429.Иванчев С.С., Иванчева Н.И., Хайкин С.Я., Свиридова Е.В., Рогозин Д.Г. // Высокомолекулярные соединения. 2006. Т. 48. С. 423–429.Noskova Yu.A., Kazakov V.A., Perederii M.A. // Solid Fuel Chem. 2008. V. 42. № 6. P. 349–353. DOI: 10.3103/S0361521908060049.Noskova Yu.A., Kazakov V.A., Perederii M.A. // Solid Fuel Chem. 2008. V. 42. № 6. P. 349–353. DOI: 10.3103/S0361521908060049.Патент РФ 2635710. Способ получения силикагеля. Опубл. 15.11.2017.Патент РФ 2635710. Способ получения силикагеля. Опубл. 15.11.2017.Mokhatab S., Poe W.A., Mak J.Y. Handbook of Natural Gas Transmission and Processing Principles and Practices. Fourth Edition. Elsevier. 2019.Mokhatab S., Poe W.A., Mak J.Y. Handbook of Natural Gas Transmission and Processing Principles and Practices. Fourth Edition. Elsevier. 2019.Патент РФ 2700999. Способ получения влагостойкого силикагеля. Опубл. 24.09.2019.Патент РФ 2700999. Способ получения влагостойкого силикагеля. Опубл. 24.09.2019.Комаров В.С., Ратько А.И., Андрианова Т.И. Способ получения водостойкого силикагеля / А.с. SU 981215 A1, 15.12.1982. Заявка № 3311543 от 20.04.1981.Комаров В.С., Ратько А.И., Андрианова Т.И. Способ получения водостойкого силикагеля / А.с. SU 981215 A1, 15.12.1982. Заявка № 3311543 от 20.04.1981.Неймарк И.Е., Шейнфайн Р.Ю. Силикагель, его получение, свойства и применение. Киев: Наукова думка, 1973. 202 c.Неймарк И.Е., Шейнфайн Р.Ю. Силикагель, его получение, свойства и применение. Киев: Наукова думка, 1973. 202 c.Патент РФ 2 705 065. Способ адсорбционной осушки и очистки природного газа. Опубл. 01.11.2019.Патент РФ 2 705 065. Способ адсорбционной осушки и очистки природного газа. Опубл. 01.11.2019.Чукин Г.Д. Химия поверхности и строение дисперсного кремнезёма. М.: Типография Паладин, ООО «Принта», 2008. 172 с.Чукин Г.Д. Химия поверхности и строение дисперсного кремнезёма. М.: Типография Паладин, ООО «Принта», 2008. 172 с.Beck J.S., Vartuli J.C. Roth W.J. et. al. // J. Am. Chem. Soc. 1992. V. 114 (27) P. 10834–108431. DOI: 10.1021/ja00053a020.Beck J.S., Vartuli J.C. Roth W.J. et. al. // J. Am. Chem. Soc. 1992. V. 114 (27) P. 10834–108431. DOI: 10.1021/ja00053a020.Pal, N., Lee, J.-H., Cho, E.-B. // Nanomaterials. 2020. V. 10(11). 2122. P. 1–38. DOI: 10.3390/nano10112122.Pal, N., Lee, J.-H., Cho, E.-B. // Nanomaterials. 2020. V. 10(11). 2122. P. 1–38. DOI: 10.3390/nano10112122.Zhao D., Feng J., Huo Q., Melosh N., Fredrickson G.H., Chmelka B.F., Stucky G.D. // Science. 1998, V. 279 (5350). P. 548–552. DOI: 10.1126/science.279.5350.548.Zhao D., Feng J., Huo Q., Melosh N., Fredrickson G.H., Chmelka B.F., Stucky G.D. // Science. 1998, V. 279 (5350). P. 548–552. DOI: 10.1126/science.279.5350.548.Gibson L.T. // Chem. Soc. Rev. 2014. V. 43(15). P. 5163–5172. DOI: 10.1039/c3cs60096c.Gibson L.T. // Chem. Soc. Rev. 2014. V. 43(15). P. 5163–5172. DOI: 10.1039/c3cs60096c.Vyshegorodtseva E.V., Larichev Yu.V., Mamontov G.V. // J. Sol-Gel Sci. Tech. 2019. V. 92(2). P. 496–505. DOI: 10.1007/s10971-019-05034-y.Vyshegorodtseva E.V., Larichev Yu.V., Mamontov G.V. // J. Sol-Gel Sci. Tech. 2019. V. 92(2). P. 496–505. DOI: 10.1007/s10971-019-05034-y.Mikheeva N.N., Zaikovskii V.I., Mamontov G.V. // Microporous Mesoporous Mat. 2019. V. 277. P. 10–16. DOI: 10.1016/j.micromeso.2018.10.013.Mikheeva N.N., Zaikovskii V.I., Mamontov G.V. // Microporous Mesoporous Mat. 2019. V. 277. P. 10–16. DOI: 10.1016/j.micromeso.2018.10.013.Mamontov G.V., Gorbunova A.S., Vyshegorodtseva E.V., Zaikovskii V.I., Vodyankina O.V. // Catal. Today. 2019. V. 333. P. 245–250. DOI: 10.1016/j.cattod.2018.05.015.Mamontov G.V., Gorbunova A.S., Vyshegorodtseva E.V., Zaikovskii V.I., Vodyankina O.V. // Catal. Today. 2019. V. 333. P. 245–250. DOI: 10.1016/j.cattod.2018.05.015.Mikheeva N.N., Zaikovskii V.I., Mamontov G.V. // J. Sol-Gel Sci. Tech. 2019. V. 92. P. 398-407. DOI: 10.1007/s10971-019-05031-1.Mikheeva N.N., Zaikovskii V.I., Mamontov G.V. // J. Sol-Gel Sci. Tech. 2019. V. 92. P. 398-407. DOI: 10.1007/s10971-019-05031-1.Патент РФ 2771045. Сорбционно-каталитический материал для нейтрализации выбросов летучих органических соединений. Опубл. 25.04.2022.Патент РФ 2771045. Сорбционно-каталитический материал для нейтрализации выбросов летучих органических соединений. Опубл. 25.04.2022.Mikheeva N.N., Zaikovskii V.I., Larichev Y.V., Mamontov G.V. // Mater. Today. Chem.. 2021. V. 21. 100530. DOI: 10.1016/j.mtchem.2021.100530.Mikheeva N.N., Zaikovskii V.I., Larichev Y.V., Mamontov G.V. // Mater. Today. Chem.. 2021. V. 21. 100530. DOI: 10.1016/j.mtchem.2021.100530.Pasricha S., Gahlot P., Mittal K., Rai, Devansha; Avasthi N., Kaur H., Rai S. // ChemistrySelect 2022. V. 7 (7). e202103674. DOI: 10.1002/slct.202103674.Pasricha S., Gahlot P., Mittal K., Rai, Devansha; Avasthi N., Kaur H., Rai S. // ChemistrySelect 2022. V. 7 (7). e202103674. DOI: 10.1002/slct.202103674.Raju N.A., Prasad D., Srinivasappa P.M., Biradar A.V., Gholap S.S., Samal A.K., Nagaraja B.M., Jadhav A.H. // Sustainable Energy and Fuels. 2022. V. 6 (5). P. 1198–12487. DOI: 10.1039/d1se01916c.Raju N.A., Prasad D., Srinivasappa P.M., Biradar A.V., Gholap S.S., Samal A.K., Nagaraja B.M., Jadhav A.H. // Sustainable Energy and Fuels. 2022. V. 6 (5). P. 1198–12487. DOI: 10.1039/d1se01916c.Taherian Z., Khataee A., Han N., Orooji Y. // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2022. V. 107. P. 20–30. DOI: 10.1016/j.jiec.2021.12.006.Taherian Z., Khataee A., Han N., Orooji Y. // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2022. V. 107. P. 20–30. DOI: 10.1016/j.jiec.2021.12.006.Liu C., Li Q., Zhang D., Li Y., Liu J., Xiao X. // Progress in Chemistry. 2021. V. 33 (11). P. 2085–2102. DOI: 10.7536/PC200857.Liu C., Li Q., Zhang D., Li Y., Liu J., Xiao X. // Progress in Chemistry. 2021. V. 33 (11). P. 2085–2102. DOI: 10.7536/PC200857.Galabova B.B. // Tropical Journal of Pharmaceutical Research. 2021. V. 20 (5). P. 1091–1100. DOI: 10.4314/tjpr.v20i5.30.Galabova B.B. // Tropical Journal of Pharmaceutical Research. 2021. V. 20 (5). P. 1091–1100. DOI: 10.4314/tjpr.v20i5.30.Отходы производств и потребления – резерв строительных материалов : монография / В.И. Бархатов, И.П. Добровольский, Ю.Ш. Капкаев. Челябинск: Изд-во Челяб. гос. ун-та, 2017. 477 с. (Классический университет). ISBN 978-5-7271-1436-0.Отходы производств и потребления – резерв строительных материалов : монография / В.И. Бархатов, И.П. Добровольский, Ю.Ш. Капкаев. Челябинск: Изд-во Челяб. гос. ун-та, 2017. 477 с. (Классический университет). ISBN 978-5-7271-1436-0.Патент РФ 2723623. Способ получения кускового силикагеля. Опубл. 16.06.2020.Патент РФ 2723623. Способ получения кускового силикагеля. Опубл. 16.06.2020.Шабанова Н.А., Саркисов П.Д. Золь-гель технологии. нанодисперсный кремнезем. М., 2012. Сер. Нанотехнологии.Шабанова Н.А., Саркисов П.Д. Золь-гель технологии. нанодисперсный кремнезем. М., 2012. Сер. Нанотехнологии.Патент РФ 2740995, Способ получения микрокремнезема из природного диатомита осаждением раствора азотной кислоты. Опубл. 22.01.2021.Патент РФ 2740995, Способ получения микрокремнезема из природного диатомита осаждением раствора азотной кислоты. Опубл. 22.01.2021.Патент РФ 2727393. Высокопористый материал на основе диатомита и способ его получения. Опубл. 21.07.2020.Патент РФ 2727393. Высокопористый материал на основе диатомита и способ его получения. Опубл. 21.07.2020.Zubkov A.V., Vyshegorodtseva E.V., Bugrova T.A., Mamontov G.V. // Journal of Physics: Conference Series. 2020. V. 1611(1). 012040. DOI: 10.1088/1742-6596/1611/1/012040.Zubkov A.V., Vyshegorodtseva E.V., Bugrova T.A., Mamontov G.V. // Journal of Physics: Conference Series. 2020. V. 1611(1). 012040. DOI: 10.1088/1742-6596/1611/1/012040.Lv Z., Jiang A., Jin J. // Construction and Building Materials. 2021. V. 308. 124993. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.124993.Lv Z., Jiang A., Jin J. // Construction and Building Materials. 2021. V. 308. 124993. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.124993.Mardiana S., Azhari N.J., Ilmi T., Kadja G.T.M. // Fuel. 2022. V. 309. 122119. DOI: 10.1016/j.fuel.2021.122119.Mardiana S., Azhari N.J., Ilmi T., Kadja G.T.M. // Fuel. 2022. V. 309. 122119. DOI: 10.1016/j.fuel.2021.122119.Li X., Li N., Gao Y., Ge L. // Chinese Journal of Catalysis. 2022. V. 43 (3). P. 679–707. DOI: 10.1016/S1872-2067(21)63863-9.Li X., Li N., Gao Y., Ge L. // Chinese Journal of Catalysis. 2022. V. 43 (3). P. 679–707. DOI: 10.1016/S1872-2067(21)63863-9.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.