Портативную установку для создания терморасширенного графита — сорбента, впитывающего нефтепродукты, — создали ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета совместно со специалистами предприятия «Силур». Компактный генератор и специальная смесь для изготовления графита позволяют прямо внутри очага чрезвычайной ситуации быстро устранять нефтеразливы, рассказали ТАСС в пресс-службе вуза.
«Генератор устроен очень просто. Это контейнер с уже подготовленной смесью, который можно компактно доставить к месту аварии. Потребитель просто активирует устройство и уже через мгновение собирает сгенерированный сорбент в отдельный тканевый контейнер. Оттуда его уже выгружают на место разлива, где червеобразные частицы графита впитывают в себя нефть как губка. В дальнейшем собранный нефтепродукт можно отжать. Сейчас мы дорабатываем конструкцию генератора и его состав, после чего разработку можно будет внедрять в производство», — сообщил один из исследователей, студент кафедры «Технология полимерных материалов и порохов» ПНИПУ Андрей Мякшин.
По словам ученых, самым эффективным материалом для устранения последствий разлива нефтепродуктов считается терморасширенный графит: он лучше поглощает загрязнитель, при этом он дешевый, доступный и экологичный. Всего 1 грамм такого графита поглощает до 50-100 граммов нефтепродукта, как на почве, так и на воде. В России такой материал изготавливается в специальных печах. Производится он из интеркалированного графита, который под действием высокой температуры в десятки раз увеличивается в объеме, образуя червеобразные элементы с низкой теплопроводностью и высокой термической стойкостью. Но производство терморасширенного графита на предприятиях не позволяет оперативно доставлять его на удаленные места аварий, связанных с разливом нефти. Пермские исследователи предлагают получать такой сорбент прямо на месте аварии с помощью компактного генератора.
Как устроен генератор
Генератор содержит графит и нагревательную смесь, которая активирует процесс терморасширения. Нагревательная смесь состоит из металлического горючего и окислителя — фторопласта. Такая система дает при горении большую температуру, до 3 800К, под действием которой генерируется необходимый материал. По словам научного руководителя проекта, доцента кафедры «Технология полимерных материалов и порохов» ПНИПУ Людмилы Хименко, исследователи провели эксперименты с металлами магния, алюминия и бора, перемешивая все компоненты с графитом и фторопластом и воспламеняя в генераторе.
«После получения терморасширенного графита мы изучили его свойства и способность поглощать нефть. Самым оптимальным составом оказалась рецептура на основе магния. Она позволяет генерировать материал с хорошими сорбционными свойствами, отличается дешевизной, легкостью поджигания и стабильностью горения», — пояснила Хименко. Как добавил аспирант этой же кафедры Роман Бердников, если изначально пропитать графит насыщенным раствором перманганата калия, «распределение и внедрение вещества происходит равномерно, а терморасширенный графит можно получить всего за две-три секунды прямо на месте аварии».
Как отметили в университете, разработанный генератор и состав к нему будут полезны для нефтеперерабатывающих предприятий и автосалонов для сбора токсичных металлов и жидкостей, а также для нужд военных в зоне СВО. Статья ученых опубликована в вестнике Самарского государственного технического университета «Взрывчатые вещества, пороха и твердые ракетные топлива. Синтез, свойства, технология» за 2023 год. Исследование проведено при финансовой поддержке Минобрнауки России.
Источник: ТАСС