Изучение закономерностей формирования и поиск областей применения функционализированных углеродных наноматериалов, получаемых каталитической переработкой отходов на основе галогензамещённых углеводородов и гетероатомных субстратов на самоорганизующихся катализаторах Ni-M

Проект направлен на создание способа синтеза высокоповерхностных углеродных нановолокон (УНВ) с желаемым набором функциональных групп (О-, N-, S-, X-(галоген)). В основе получения УНВ лежит переработка хлорзамещённых углеводородов, в т.ч. трудно утилизируемых отходов хлорорганического синтеза, с использованием самоорганизующихся катализаторов (СОК) на основе никеля. Наличие галогена в реакционной системе способствует быстрому протеканию углеродной эрозии массивных сплавов Ni-M, что приводит к формированию активных центров роста УНВ. Формируемая таким образом каталитическая система характеризуется высокой производительностью по углеродному продукту (150-500 г/гNi) и устойчивостью к дезактивации. В результате выполнения проекта будут получены следующие результаты:1) Будет разработан одностадийный способ синтеза сплавов-предшественников Ni1-xMx (M = Cr, Mo, W; x = 1 10%) путём механохимического сплавления компонентов.2) Будет изучен процесс углеродной эрозии сплавов Ni-M, закономерности роста функционализированных УНВ в условиях совместного разложения хлоруглеводородов и органических субстратов, содержащих гетероатом (О-, N-, S-, X-), и исследованы физико-химические свойства полученных углеродных наноматериалов.3) Будет изучено взаимодействие микродисперсных сплавов Ni-M с различными углеродсодержащими субстратами в замкнутой системе при аутогенном давлении и создана методика переработки полимерных отходов (ПВХ) в УНВ.4) Будет разработан способ получения иерархических углерод-минеральных композитов, содержащих функционализированные УНВ на поверхности макроволокон и тканей.5) Полученные УНВ будут использованы при создании твердокислотных сульфатированных катализаторов для реакций этерификации и гидролиза целлюлозы.6) На основе УНВ будут синтезированы гибридные углерод-керамические мезопористые материалы для селективного извлечения ионов тяжелых металлов из воды.Выполнение проекта позволит сделать шаг к решению проблемы утилизации хлорорганических отходов, а также расширить ассортимент углеродных нановолокнистых материалов и изделий из них для использования в области адсорбции и катализа.