Разработан простой процесс получения экологичного дезинфектанта из воды — Naked Science
25.10.2019
София Жаботинская

Разработан простой процесс получения экологичного дезинфектанта из воды

Воздух, вода и электричество: ученые из Массачусетского технологического университета усовершенствовали антрахиноновый процесс.

Схема установки, предложенной учеными
Схема установки, предложенной учеными / © Murray, Voskian, Surendranath et al., Joule, 2019

Пероксид (перекись) водорода — препарат, используемый для обеззараживания ран и поверхностей, а также как обесцвечивающее средство. По своему составу перекись отличается от воды дополнительной молекулой кислорода, имея химическую формулу H2O2. Первооткрыватель, химик Луи Жак Тенар, получил его два века назад с помощью реакции бария и азотной кислоты. Позже его добывали путем электролиза и последующего гидролиза серной кислоты.

Сегодня его синтезируют в рамках антрахинонового процесса — окисления водорода кислородом в присутствии катализатора, молекулы алкилантрагидрохинона. Плюсы — много перекиси на выходе, минусы — очень неудобно, если необходимые для производства вещества нужно доставлять в географически отдаленные места.

Например, водород для этого процесса обычно получают из метана, взрывоопасного газа. Да и сам продукт реакции взрывоопасен: перевозить пероксид в чистом виде или слаборазбавленным (более 35% перекиси) нельзя. Кроме того, для ускорения процесса в реакторе часто используют токсичные металлы типа ртути или свинца. Это повышает вероятный вред антрахинонового процесса для окружающей среды.

Авторы работы, опубликованной в Joule, предложили способ, который поможет экологично получить пероксид водорода в любом удаленном от Большой земли поселении, сообществе или на предприятии. Для этого они модифицировали антрахиноновый процесс: вместо того чтобы получать водород из метана, ученые предложили добывать H2 в процессе электролиза (разложение под влиянием электрического тока) воды. Полученный таким методом водород далее обычным способом подается в проточный реактор, где в насыщенной кислородом среде образует пероксид.

Химический принцип антрахинонового процесса / © Researchgate

«Это в своем роде удивительный процесс, ведь вы берете много составляющих — воду, воздух, электричество, — которые можете получить прямо на месте, и используете их для производства важного химического вещества, которое затем можете применить для фактической очистки окружающей среды», — говорит один из авторов работы Йогеш Сурендранатх. Экспериментальная установка, собранная учеными, уже продемонстрировала хорошую работоспособность при минимальных затратах энергии.

Авторы работы отмечают, что антрахиноновый процесс можно дорабатывать. Наиболее перспективным видится изменение концентрации катализатора в проточных реакторах либо подбор другого, более экономичного катализатора.

Ранее ученые из Кембриджского университета предложили использовать искусственный фотосинтез для получения синтез-газа (смеси кислорода и водорода), а специалисты из Стэнфорда разработали гель для предотвращения лесных пожаров.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
5 часов назад
Мария Азарова

Генеральный конструктор «Энергии» и руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьев назвал причину незапланированного включения двигателей нового модуля «Наука», из-за которого станцию развернуло на 45 градусов.

Вчера, 20:57
Илья Ведмеденко

По словам космонавта Олега Новицкого, на новом российском модуле «Наука» незапланированно включились двигатели.

5 часов назад
Сколтех

Исследователи Сколтеха и их коллеги изучили самый продолжительный на сегодня случай заболевания Covid-19 у пациентки с ослабленным иммунитетом, которая болела 318 дней. Исследование позволило выявить мутации, которые помогают коронавирусу SARS-CoV-2 избегать клеточного иммунитета.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: