Чем заменить этаноламин в реакциях сорбции диоксида углерода? Нетоксичный сорбент, нетривиальный подход

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-23-00913

НазваниеЧем заменить этаноламин в реакциях сорбции диоксида углерода? Нетоксичный сорбент, нетривиальный подход

Руководитель Агеенко Вера Николаевна, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" , Нижегородская обл

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-406 - Химическая термодинамика. Физическая химия поверхности и межфазных границ. Адсорбция

Ключевые слова углекислый газ, сорбция и химическое связывание, 2-амино-2-гидроксиметил-пропан-1,3-диол (Трис), сорбционная емкость, скорость реакции, профиль реакции, энергия активации, квантово-химические расчеты

Код ГРНТИ31.15.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Современное экологически чистое производство и энергетика должны соответствовать требованиям по количеству выбросов кислых газов. Не секрет, что наибольшее внимание уделяется выбросам углекислого газа, повышенная концентрация которого в атмосфере является одной из причин серьезных климатических изменений на планете. Игнорирование этой проблемы не только приводит к ухудшению состояния окружающей среды уже сегодня, но также чревато серьезными последствиями для российской экономики в ближайшем будущем. Это связано с грядущими налогами на углерод, введение которых планируется уже в 2023 году и грозит стать серьезным ударом по российскому экспорту. Это дает толчок к разработке новых методов улавливания и утилизации CO2, а также усовершенствованию уже существующих подходов, которые должны быть реализованы учеными научно-образовательных учреждений и техническим персоналом производств в кратчайшие сроки. На сегодняшний день среди методов утилизации углекислого газа на этапе, следующем за сжиганием топлива, наибольшее распространение получили методы связывания CO2 водными растворами аминов. Самым доступным и достаточно эффективным среди них является этаноламин, который сам по себе представляют угрозу для окружающей среды, промышленного оборудования и даже здоровья человека. В связи с этим поиск новых, дешевых, нелетучих и эффективных сорбентов, обладающих низкой токсичностью, а также всестороннее изучение процессов сорбции новыми сорбентами в условиях, приближенных к реальному промышленному циклу, является серьезной научной и практической проблемой. Целью настоящего проекта является оптимизация процесса утилизации кислых газов на предприятиях энергетического и металлургического секторов промышленности, путем применения дешевого, малотоксичного и нелетучего сорбента 2-амино-2-гидроксиметил-пропан-1,3-диола (Триса). Предварительные исследования, выполненные в нашей научной группе, показали, что его сорбционная емкость по отношению к углекислому газу сопоставима с таковой для этаноламина. В литературе, однако, отсутствуют не только данные о химическом связывании CO2 Трисом, но даже фундаментальные физико-химические свойства его водных растворов. В настоящем проекте будут комбинированы экспериментальный и расчетный подходы для детального изучения механизма сорбции CO2 Трисом, что позволит модифицировать условия реакции для повышения их экономической эффективности и разрабатывать новые, более совершенные сорбенты в будущем.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Агеенко В.Н., Неклюдов В.В., Бухнер Р. Monoethanolamine hydration as seen by dielectric relaxation spectroscopy and quantum chemical calculations Book of abstracts: XXIII International Conference on Chemical Thermodynamics in Russia, Monoethanolamine hydration as seen by dielectric relaxation spectroscopy and quantum chemical calculations: Book of abstracts: XXIII International Conference on Chemical Thermodynamics in Russia. Kazan, August 20-27 2022. Kazan, 2022. - 346 p. (год публикации - 2022)

2. Агеенко В.Н., Неклюдов В.В., Бухнер Р. Typical at glance but interesting when analyzed in detail: The story of Tris hydration Book of abstracts: EMLG 2022.Theory. Simulation. Experiment, Typical at glance but interesting when analyzed in detail: The story of Tris hydration: Book of abstracts: EMLG 2022.Theory. Simulation. Experiment. Barcelona, September 12-16, 2022. - 158 p. (год публикации - 2022)

3. Агеенко В.Н., Неклюдов В.В., Бухнер Р. Typical at glance but interesting when analyzed in detail: The story of Tris hydration The Journal of Chemical Physics, Typical at glance but interesting when analyzed in detail: A story of Tris hydration. J. Chem. Phys. 157, 224204 (2022), doi.org/10.1063/5.0128391 (год публикации - 2022)
10.1063/5.0128391

4. Агеенко В.Н., Бухнер Р. What is behind a gas stream scrubbing liquid? Monoethanolamine/water mixtures as seen by dielectric relaxation spectroscopy Physical Chemistry Chemical Physics (год публикации - 2023)

Публикации