14
Календарь конференций
  • 11 – 12 октября

    Научно-практическая конференция студентов, магистрантов и аспирантов II Молодежные Губеровские чтения «Юго-Восточная Азия: история и современность»

  • 18 – 20 октября

    Всероссийская конференция с международным участием «Почвенно-экологические исследования окружающей среды лизиметрическими методами»

  • 22 – 23 ноября

    X Овсянниковская международная эстетическая конференция

  • 23 – 25 ноября

    Ежегодная Всероссийская научная конференция с международным участием «Наука в вузовском музее»

  • 23 – 26 ноября

    СОВМЕСТНАЯ XXII Международная научно-практическая конференция юридического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова и XX Международная научно-практическая конференция "Кутафинские чтения" «Роль права в обеспечении благополучия человека»

  • 24 – 27 ноября

    XVI Международная научно-практическая конференция «Современные информационные технологии и ИТ-образование»

  • 24 – 27 ноября

    XI Международная конференция-конкурс «Инновационные информационно-педагогические технологии в системе ИТ-образования»

  • 24 – 27 ноября

    VI Международная научная конференция «Конвергентные когнитивно-информационные технологии»

  • 10 декабря

    Международная конференция по общему языкознанию «Наследие трудов Ю.В. Рождественского в XXI веке» — к 95-летию со дня рождения Юрия Владимировича Рождественского (1926-1999)

  • 15 декабря

    Четвертая международная научно-практическая конференция студентов и аспирантов «СМИ и журналистика: слово молодым»

Все конференции
Единая поисковая система по зарубежным базам данных
Филиал МГУ в г. Сарове

Конкурсы на замещение должностей научных и педагогических работников
Олимпиады школьников и универсиады в МГУ
Проект «Вернадский»
Программы дополни-
тельного образования
Гранты Президента РФ
02/09/21

Синий пигмент для живописи поможет эффективнее получать аммиак

Ученые МГУ создали мембрану, которая позволяет быстрее и эффективнее получать аммиак, необходимый для производства азотных удобрений, красителей, лекарств и ракетного топлива. Для этого они использовали пигмент «берлинская лазурь» — краситель синего цвета, который появился в Германии 200 лет назад. Статья опубликована в журнале Journal of Membrane Science. Исследования поддержаны грантом Президентской программы Российского научного фонда.

Аммиак (NH3) широко применяется в химической промышленности. Он используется при получении соды, взрывчатых веществ, азотной кислоты, удобрений, красителей, ракетного топлива и ряда лекарств. Чтобы получить аммиак, химики пропускают смесь азота и водорода через нагретый катализатор под высоким давлением, а затем охлаждают, чтобы отделить вещество от исходных реагентов. Однако очистка аммиака таким способом очень энергозатратна, так как весь объем газа, который выходит из реактора, требуется охладить до низких температур, и поэтому ученые всего мира ищут альтернативные пути.

В недавно опубликованной работе химики Московского университета предложили использовать для отделения аммиака от других газов тонкие пленки каркасных структур — гексацианоферратов, известных как синий пигмент «берлинская лазурь». Это первый в истории синтетический краситель, открытый еще в начале XVIII века. Изначально он пользовался огромной популярностью у художников, будучи гораздо более дешевым в производстве, чем его аналог из лазурита — натуральный ультрамарин. Со временем же область применения берлинской лазури расширилась: теперь ее используют в лакокрасочной и легкой промышленности, медицине и ветеринарии, а также в разных областях науки (например, недавно на ее основе разработали искусственный фермент).

«За последние десятилетия ученые добились огромного прогресса в разделении газов с помощью полимерных мембран. Однако совершенствование этих материалов достигло предела по соотношению проницаемости и селективности. При использовании полимеров приходится выбирать между способностью мембраны быстро пропускать через себя нужные вещества и тем, насколько эффективно она задерживает то, что нужно отсеять. Мы же нашли способ обойти это ограничение, создав каркасную структуру, которая сама взаимодействует с нужным нам газом, и за счет химического превращения облегчает его прохождение через мембрану», — рассказал Дмитрий Петухов, старший научный сотрудник кафедры неорганической химии химического факультета, ассистент кафедры наноматериалов факультета наук о материалах МГУ, руководитель проекта по гранту РНФ.

На пластинах из специально подготовленного пористого оксида алюминия с проводящим слоем золота химики сформировали ультратонкие пленки берлинской лазури. Они примерно в две тысячи раз тоньше человеческого волоса (от 15 до 50 нанометров) и выполняют роль селективного слоя мембраны, который взаимодействует с газовой смесью. Каркасная структура берлинской лазури содержит переносчики — протоны, которые, связываясь с аммиаком, облегчают его прохождение через мембрану. Это происходит потому, что размер иона аммония (NH4+), образующегося в результате такого взаимодействия, оказывается меньше, чем у исходной молекулы аммиака. Азот и водород, присутствующие в смеси, также не проходят через каналы в структуре мембраны. Такая стратегия позаимствована у природы: в живых организмах есть специальные транспортные белки, которые переносят внутрь клетки небольшие молекулы или ионы.

«Высокопроизводительные мембраны, способные быстро и эффективно разделять компоненты смесей, могут произвести революцию во многих важных технологических процессах. Использование новых мембран при синтезе и очистке аммиака позволит существенно сократить энергоемкость этой процедуры и в итоге значительно удешевить ее», — заключил Дмитрий Петухов.

В дальнейшем ученые планируют разработать «умные» мембраны, селективностью и проницаемостью которых можно было бы управлять не только на этапе синтеза, но и в процессе разделения в газовой или жидкой среде. Возможность изменять ключевые характеристики мембраны — за счет подачи напряжения, облучения светом или других физических воздействий — позволит сделать процесс более эффективным в случае изменения состава сырьевой смеси.