ИСТИНА

В соответствии с планом работ на 2014 г., проведена инвентаризация (оформленная в виде отчета) существующих на данный момент запасов полихлорированных отходов в России, масштабов производства хлорированных органических продуктов в России и в мире, включая хлорированные алифатические соединения (моно и полихлорметаны, моно и полихлорэтаны), непредельные соединения (полихлорэтилены), хлорированные ароматические производные (моно- и полихлорированные бензолы, полихлорированные бифенилы) и другие хлорсодержащие опасные загрязнители, а также полихлорированные полимеры (ПВХ). Проанализирована отечественная и зарубежная литература за последние 15 лет, посвященная разработке способов утилизации и квалифицированной переработки хлорированных отходов с использованием каталитического восстановительного дехлорирования (оформлена в виде литературного обзора). Проведена классификация типов хлорорганических отходов и выбраны перспективные способы переработки каждого из типов, из которых наиболее подходящими являются каталитическое восстановительное дехлорирование, пиролиз совместно со щелочными добавками, карбонизация с получением углеродных адсорбентов, а для очистки грунтовых вод – адсорбция совместно с химическим окислением. На основе анализа перспективных подходов к созданию катализаторов восстановительного гидродехлорирования для первоочередной разработки выбраны направления, связанные с развитием мезопористой системы катализаторов за счет применения биологических и органических темплатов, применением носителей на основе оксида циркония или углерода, созданием биметаллических систем. Приготовлены и охарактеризованы каталитические системы двух типов: Pd/C, полученные пиролизом в инертной атмосфере опилок, пропитанных нитратом палладия; и Pd/ZrO2, полученные с применением ряда темплатов, включающих полиэтиленгликоль, желатин, цетилтриметиламмонийбромид, целлюлозу и древесные опилки. С помощью РФЭС, КР-спектроскопии и ПЭМ показано, что при пиролизе пропитанных раствором нитрата палладия опилок в инертной атмосфере при температурах 400-450ºС формируется углеродный материал типа активированного угля, содержащий преимущественно восстановленные нанометровые частицы палладия в узком размерном диапазоне, а также до 30% более крупных частиц оксида палладия, расположенных только в объеме образца. Показано, что присутствие примесей щелочноземельных металлов оказывает положительное влияние на каталитические свойства этих катализаторов, обеспечивает оптимальные размеры частиц палладия (2-3 нм) и его оптимальное электронное состояние. В нанесенных на оксид циркония системах оптимальное электронное состояние активного металла достигается при взаимодействии с носителем путем образования двойного оксида в местах контакта. Мезопористая структура обеспечивает регулирование транспорта субстрата в порах катализатора. Использованные методы позволяют сохранять в катализаторах структуру биологических темплатов. Разработаны способы повышения удельной поверхности катализаторов Pd/C, полученных пиролизом опилок, пропитанных солью палладия, от 7 до 230 м2/г, их эффективность увеличивается в ряду: обработка парами воды в гидротермальных условиях˂обработка водой˂обработка ультразвуком в водной среде˂обработка жидкой водой в гидротермальных условиях. Каталитические свойства исследованных систем определяли в модельной реакции парофазного гидродехлорирования хлорбензола, а также в мультифазных реакциях гидродехлорирования 1, 3, 5-трихлорбензола и гексахлорбензола. Все приготовленные каталитические системы проявили высокую активность в гидродехлорировании хлорбензола в бензол в интервале 150-350 ºС. При переработке гексахлорбензола скорость реакции растет с увеличением размера мезопор; при гидродехлорировании 1,3,5-трихлорбензола зависимость скорости реакции от размера пор более сложная, имеются индукционные периоды. После индукционного периода реакция быстро протекает в присутствии катализатора, полученного с использованием ПЭГ в качестве темплата. Различия обусловлены морфологическими особенностями образцов, которые выявлены методом СЭМ.