В ТНЦ СО РАН предложена технология получения карбидосодержащих материалов с использованием пластиковых отходов

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 Green Chemical Engineering.

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

Ученый предлагает использовать для этого методы самораспространяющегося 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 2000 градусов Цельсия. 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.