Силикагель – сорбент и носитель катализаторов: совершенствование технологий и поиск альтернативных путей производства

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.

1. Информационный блог на сайте компании ООО «ИХТЦ», https://ect-center.com/blog/silicagel_1

2. Сайт компании ООО «СкатЗ», https://skatz.ru/

3. Сайт компании ООО «Комета», https://www.extrasil.com/company/

4. ГОСТ 18307–78. Сажа белая. Технические условия.

5. Кандырин К.Л. Белая сажа для шинных резин: Тенденции последних лет и перспективы // Каучук и резина. 2011. № 4. С. 37–42.

6. Патент РФ № 2404122. Способ получения гранулированного без связующего цеолита типа NaX высокой фазовой чистоты. Опубл. 20.11.2010.

7. Патент РФ № 2450970. Способ получения цеолитного адсорбента структуры АХ и цеолитный адсорбент структуры АХ. Опубл. 20.05.2012.

8. Иванчев С.С., Иванчева Н.И., Хайкин С.Я., Свиридова Е.В., Рогозин Д.Г. // Высокомолекулярные соединения. 2006. Т. 48. С. 423–429.

9. Noskova Yu.A., Kazakov V.A., Perederii M.A. // Solid Fuel Chem. 2008. V. 42. № 6. P. 349–353. DOI: 10.3103/S0361521908060049.

10. Патент РФ 2635710. Способ получения силикагеля. Опубл. 15.11.2017.

11. Mokhatab S., Poe W.A., Mak J.Y. Handbook of Natural Gas Transmission and Processing Principles and Practices. Fourth Edition. Elsevier. 2019.

12. Патент РФ 2700999. Способ получения влагостойкого силикагеля. Опубл. 24.09.2019.

13. 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.

14. Неймарк И.Е., Шейнфайн Р.Ю. Силикагель, его получение, свойства и применение. Киев: Наукова думка, 1973. 202 c.

15. Патент РФ 2 705 065. Способ адсорбционной осушки и очистки природного газа. Опубл. 01.11.2019.

16. Чукин Г.Д. Химия поверхности и строение дисперсного кремнезёма. М.: Типография Паладин, ООО «Принта», 2008. 172 с.

17. 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.

18. Pal, N., Lee, J.-H., Cho, E.-B. // Nanomaterials. 2020. V. 10(11). 2122. P. 1–38. DOI: 10.3390/nano10112122.

19. 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.

20. Gibson L.T. // Chem. Soc. Rev. 2014. V. 43(15). P. 5163–5172. DOI: 10.1039/c3cs60096c.

21. 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.

22. 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.

23. 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.

24. 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.

25. Патент РФ 2771045. Сорбционно-каталитический материал для нейтрализации выбросов летучих органических соединений. Опубл. 25.04.2022.

26. 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.

27. 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.

28. 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.

29. 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.

30. 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.

31. Galabova B.B. // Tropical Journal of Pharmaceutical Research. 2021. V. 20 (5). P. 1091–1100. DOI: 10.4314/tjpr.v20i5.30.

32. 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.

33. Патент РФ 2723623. Способ получения кускового силикагеля. Опубл. 16.06.2020.

34. Шабанова Н.А., Саркисов П.Д. Золь-гель технологии. нанодисперсный кремнезем. М., 2012. Сер. Нанотехнологии.

35. Патент РФ 2740995, Способ получения микрокремнезема из природного диатомита осаждением раствора азотной кислоты. Опубл. 22.01.2021.

36. Патент РФ 2727393. Высокопористый материал на основе диатомита и способ его получения. Опубл. 21.07.2020.

37. 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.

38. Lv Z., Jiang A., Jin J. // Construction and Building Materials. 2021. V. 308. 124993. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.124993.

39. Mardiana S., Azhari N.J., Ilmi T., Kadja G.T.M. // Fuel. 2022. V. 309. 122119. DOI: 10.1016/j.fuel.2021.122119.

40. 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.