ИРНИТУ создает стройматериалы, полимеры и сорбенты с улучшенными характеристиками, используя отходы металлургии

Госзадание  выполняет коллектив молодежной лаборатории комплексной переработки отходов энерго-металлургического комплекса ИРНИТУ (НОЦ «Байкал»).

Главная цель  – использовать различные материалы для улучшения свойств полимеров, стройматериалов и адсорбентов. Фундаментальные и прикладные исследования проводятся под руководством кандидата химических наук Игоря Петрушенко.

Политеховские ученые разрабатывают технологии переработки и утилизации микрокремнезема – мелкодисперсного аморфного диоксида кремния. Источником сырья являются шламовые поля металлургических предприятий Иркутской области. Готовясь к экспериментам, научная группа очистила отходы от водорастворимых примесей, чтобы создать на их основе модификаторы-темплаты (шаблоны).

Политеховцы заменили микрокремнеземом часть портландцемента в бетонах, изучили смеси с различным замещением компонентов и водным балансом. Тестовые замеры затвердевания стройматериала проводились через семь и 28 дней. Эксперименты показали, что прочность бетона с добавками микрокремнезема превышает до 30% заявленные характеристики, позволяя использовать продукт в промышленности.

«Кроме того, были получены и карбонизированы мелкодисперсные мезопористые сферы на темплатах из рукавной пыли – отхода производства кремния. Темплат служит основой для создания мезопористых углеродных наноструктур путем гидротермального синтеза. В дальнейшем они могут использоваться в производстве анодных материалов литий-ионных аккумуляторов», - рассказал Игорь Петрушенко.

Коллективу лаборатории КПОЭМК удалось получить квантовые точки на основе хитозана. Углеродные наноструктуры обладают интенсивной люминесценцией (свечением) и могут применяться в качестве биомаркеров.

Используя микроволновое излучение, политеховцы синтезировали различные формы гидроксида магния.

«Вещество с большой удельной поверхностью мы рассматриваем как сорбент для очистки сточных вод, с малой – в качестве антипирена, купирующего реакции горения. Такой гидроксид магния следует добавлять в полимеры для повышения безопасности при их использовании», - дополнил Игорь Петрушенко.

Теоретический аспект проекта – изучение квантово-химическими методами поглощения (адсорбции) органических загрязнителей, например, бензола на кластерах микрокремнезема.

Результаты выполнения госзадания Игорь Петрушенко и его коллеги изложили в четырех статьях, опубликованных в журналах из базы Web of Science, презентовали на трех конференциях в России и за рубежом. Наиболее активно в этом участвуют младший научный сотрудник Сергей Небогин, инженер-исследователь Владислав Галеев и лаборант-исследователь Александр Шабалин.

В планах политеховцев – анализ физических, химических и механических свойств полимеров, полученных с добавлением микрокремнезема. Будет приобретено новое оборудование, что позволит выполнить работу в интересах индустриального партнера ИРНИТУ – Иркутской нефтяной компании.