Ежедневно в мире образуются миллионы литров отработанных моторных и других смазочных масел. Они содержат тяжелые металлы и токсичные химикаты, поэтому представляют серьезную угрозу для окружающей среды. Часть этих масел просто сжигают, и такой способ утилизации из-за выделения углекислого газа также приводит к существенному ущербу для экологии. Поэтому ученые ищут способы перерабатывать (регенерировать) моторное масло так, чтобы его можно было использовать повторно. Переработка важна еще и потому, что позволит отчасти снизить потребность в производстве нового масла, для которого нужно много энергии и природных ресурсов.
Ученые из Института нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева РАН (Москва) разработали простой и экономичный способ удаления из отработанного моторного масла загрязняющих компонентов — тяжелых металлов и экологически опасных органических веществ (бензола, хлорированных растворителей и полициклических ароматических углеводородов). Так, исследователи предложили фильтровать моторное масло через полимерную мембрану.
Мембранная фильтрация для регенерации отработанных моторных масел. Источник: Александра Небесская
Сначала авторы синтезировали мембранный материал на основе дешевого отечественного полимера полиакрилонитрила. Полимерный раствор нанесли на стекло, которое затем быстро погрузили в дистиллированную воду. В результате сформировалась мембрана, которую промыли водой и органическими спиртами, после чего высушили.
Ученые под давлением пропустили через полученный материал образцы отработанного моторного масла с заранее известным химическим составом. Чтобы оценить качество очистки, после пропускания через мембрану химический состав масла определяли повторно. Эксперимент показал, что с помощью фильтрации на мембране из полиакрилонитрила удается удалить более 95% основных загрязняющих компонентов. В результате исследователи получили образцы с улучшенными по сравнению с отработанным маслом физико-химическими свойствами — углеводородным составом, оптической плотностью, динамической вязкостью и кислотным числом. Эти параметры оказались близки к чистому — не использовавшемуся ранее — маслу. Таким образом, мембранную фильтрацию можно применять для высокоэффективной переработки и повышения качества моторных масел.
Еще одно преимущество предложенного подхода состоит в том, что он не включает потенциально опасных этапов переработки, таких как нагревание до высоких температур и перегонка. Благодаря этому он оказывается проще, безопаснее и энергоэффективнее других методов разделения жидкостей, например, дистилляции.
Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ«Мембранная фильтрация поможет снизить потребность в производстве моторных масел из ископаемой нефти, тем самым экономя энергию и сырье и поддерживая экономику замкнутого цикла нашей страны. Также стоит отметить, что предложенные нами полимерные мембраны можно использовать повторно, поскольку, как показали эксперименты, загрязняющие вещества, которые задерживаются материалом, удается впоследствии смыть. В дальнейшем мы планируем исследовать процесс концентрирования полезных компонентов очищенного моторного масла с помощью полимерных мембран с более мелкими порами», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Владимир Волков, доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории полимерных мембран ИНХС РАН
