Разработка высокопористых медных катализаторов для очистки воздуха и воды методом озонирования

Подробное описание проекта

Разработан способ увеличения эффективности химической очистки воды методом озонирования за счет применения высокоэффективных катализаторов, используемых в низко- и высокопроизводительных установках для очистки воды (озонаторах). Ускорение процесса озонирования достигается благодаря использованию пористых медных блоков (высокопористый ячеистый материал (ВПЯМ) меди). Катализаторы предназначены для подготовки воды для питья, а также для очистки сточных вод от загрязнителей различного рода. Дополнительным преимуществом этого продукта является возможность его применения для очистки воздушных сред, а также деструкции озона, что существенно расширяет область его применения. Катализаторы могут разрабатываться по индивидуальным заказам для каждого типа установки.
Разработанный катализатор представляет собой высокопористый ячеистый материал меди (ВПЯМ), полученный методом химического осаждения меди из ее соли на пенополиуретан (ППУ), пористые медные блоки которого имеют возобновляемую пленку оксидов меди на поверхности. Получаемый ВПЯМ обладает высокой пористостью, проницаемостью для газов и жидкостей и достаточной механической прочностью.
Использование катализатора при очистке разных сред показала его эффективность на растворах:
-Фенол – 50 мкг/л – под действием озона фенол превращается в органические продукты, которые требуют дополнительной стадии окисления (например, щавелевая кислота). Применение катализатора позволит провести очистку воды от продуктов разложения фенола.
-Щавелевая кислота – 10 мг/л – щавелевая кислота плохо реагирует с озоном (степень превращения щавелевой кислоты составляет 20% при длительности эксперимента 60 минут). Применение катализатора приводит к увеличению степени превращения до ~100 %, время сокращается до 30 минут. Продуктами разложения являются CO2 и H2O.
-Гидрохинон – 10 мг/л – аналогично фенолу.
-Муравьиная кислота – 10 мг/л – аналогично щавелевой кислоте разлагается нацело за 30 минут на 1 г катализатора, концентрация кислоты = 0,001 М в 100 мл раствора при концентрации озона 0,03 мг/мл. При концентрации щавелевой кислоты 0,005 М за 40 минут на 1 г катализатора, концентрация разлагается ~100%  загрязнителя.
Бензойная кислота – 1 мг/л – разлагается, как и фенол, до органических продуктов (щавелевая кислота). Без катализатора разлагается достаточно хорошо: при концентрации 0,0008 М степень разложения бензойной кислоты составляет 80% при времени эксперимента 60 мин в объеме раствора 1 л. При этом только 30% разлагается до CO2 и H2O. Использование катализатора позволяет повысить степень разложения бензойной кислоты до CO2 и H2O до 70% (0,5 г.).

Продуктом проекта является высокопористый ячеистый материал со следующими характеристиками:
-Базовый материал: Полиуретан
-Толщина и ширина: Любые
-Диаметр пор: От 1 мкм до 0,5 см
-Плотность пор и разброс диаметра пор: 98%
-Рабочий диапазон температур: От +5 до +30°С
-Негигроскопичность: Не поглощает воду, но может окисляться, очистить можно кислотой
-Возможность регенерации: Путем изъятия из установки и выдержки в кислоте или водороде, технические повреждения устранить нельзя
-Стойкость при низких температурах: Нет
-Химическая устойчивость: Устойчив к действию большинства кислот, органических растворителей, разбавленных растворов щелочей, но в сильной кислоте (например, Н2SО4) растворится – устойчивость в интервале от 2 до 9 рH
-Пропускная способность: Зависит от установки, в среднем 100 мл с концентрацией загрязнения 0,001 моль очищается за 20 минут
1 г катализатора занимает объем ~40 мл.

Степерь проработки проекта: ОТР/ОКР

Развитие проекта:

поиск деловых партнеров

Детали предложения

Разработка требует привлечения промышленных партнеров, внедряющих новые разработки в области производства озонаторов, для апробации материалы и установления требований по доработке под требуемые параметры аппаратов

Наличие защиты результатов интеллектуальной деятельности

Категория

  1. Очистка воды