Ученые РТУ МИРЭА и МГУ имени М.В. Ломоносова снизили энергозатраты и ускорили создание фильтрующих материалов для очистки воды. Новая технология изготовления пористой керамики из корунда методом холодного спекания впервые позволила производить материал для фильтрации воды при температуре 450 °С вместо обычных 1500 °С. поддержан Фонд проводил исследование и получил результаты. опубликованы Журнал «Тонкие химические технологии».
Российские учёные предложили способ производства фильтрующих материалов с меньшими энергозатратами. В отличие от традиционных методов, не требующих нагрева до 1500 °C, этот подход предусматривает холодное спекание при 450 °C. Это сокращает потребление энергии и ускоряет процесс: создание материала занимает всего 30 минут. Новый способ исключает необходимость использования связующих веществ и порообразующих компонентов, что снижает производственные расходы.
Керамика, созданная специалистами, характеризуется открытой пористостью до 47,9 %, что обеспечивает высокую пропускную способность – более 5 тыс. л/(м²·ч·бар). Материал способен применяться в очистке воды, от грубой макрофильтрации до высокоточной нанофильтрации.
Подробности исследования руководитель лаборатории керамических материалов и технологий РТУ МИРЭА разъяснил корреспонденту «Научной России». Андрей СмирновУченый рассказал, что данная структура с порами, занимающими практически половину объема, наилучшим образом подходит для фильтрации.
Чем больше открытых пор в керамическом теле, тем эффективнее будет фильтрация. Средний размер пор влияет на степень очистки. В настоящее время сложно управлять размером пор; для этого необходимы дополнительные исследования и разработка лабораторной технологии.
Андрей Смирнов Также подчеркнул важность того, что вместе с коллегами удалось получить первые экспериментальные подтверждения применимости холодного спекания к алюмооксидной керамике, которая традиционно спекается только при очень высокой температуре (более 1400 °C). Научные исследования на таком начальном этапе представляют собой практически полную неизвестность. В этом, как отмечает ученый, и кроется основная сложность, и одновременно основная увлекательность всего исследовательского процесса — когда узнаешь что-то действительно новое.
Авторы проекта планируют изменить свойства материала и исследовать новые области его использования.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации поддержало подготовку данной новости.
Фотография Дмитрия Рындина из пресс-службы РТУ МИРЭА.