В результате экзотермических реакций из пластиковых бутылок и титанового порошка в Томском научном центре СО РАН удалось получить ценные карбиды титана, близкие по своим свойствам к эталонным, а также газообразный побочный продукт с высоким содержанием водорода, который может использоваться в качестве топлива для теплоэнергетических устройств. Полученные результаты опубликованы в журнале первого квартиля Green Chemical Engineering.

«Ежегодно на планете производится около 300 миллионов тонн различных изделий из пластмассы, перерабатывается при этом лишь 12 % пластиковых отходов. Поэтому во всем мире особенно остро стоит проблема поиска эффективных способов обращения с ними, при этом позволяющих получать различные полезные продукты, не нарушая экологической обстановки», — говорит автор исследования младший научный сотрудник лаборатории физической активации ТНЦ СО РАН Алексей Евгеньевич Матвеев.

В качестве одного из решения проблемы учёный предлагает применять методы самораспостраняющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Для экспериментов были использованы российский титановый порошок и ПЭТ-бутылки, которые предварительно измельчили до хлопьев размером не более 1 сантиметра. Сырье помещалось в специальную вакуумную камеру, где происходила экзотермическая реакция. Оптимальными оказались реакции с содержанием ПЭТ от 33,3 до 45 массовых процентов, протекающие при температуре свыше 2 000 °С. Реакции с такими параметрами позволили получить карбиды титана, близкие по фазовому составу к эталонным.

Карбид титана используется как основа для абразивных паст, для покрытия различных стальных изделий, а также в качестве самостоятельного материала для производства пористых изделий (фильтры, горелки) и компонентов лигатуры для упрочнения алюминиевых сплавов. Его стоимость составляет около 4 000 рублей за килограмм.

Применение предложенной технологии с использованием пластиковых отходов снизит стоимость получения карбида титана, а дальнейшее развитие высокоэкзотермического реакционноспособного синтеза в Томском научном центре СО РАН позволит экологично и экономично получать и другие виды ценных карбидосодержащих материалов.

Кроме того, анализ побочных газообразных продуктов, образующихся в результате экзотермической реакции, показал, что в них содержится 46 % водорода и 37 % монооксида углерода. Они могут использоваться в качестве резервного топлива для инфракрасных газовых горелок, роторных двигателей и другого энергетического оборудования.

Источник: «Наука в Сибири».