Химики СПбГУ придумали греющийся термос для проведения реакций

Ученые Санкт-Петербургского университета совместно с исследователями Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН разработали тип реактора труба в трубе, который обеспечивает эффективное протекание химических реакций без использования внешних нагревателей.

Такой подход значительно сокращает затраты энергии при проведении химических исследований. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале International Journal of Molecular Science.

Химические реакции могут сопровождаться выделением (экзотермические) или поглощением (эндотермические) тепла. В первом случае получаемая тепловая энергия часто рассеивается, однако ее можно использовать для запуска второго типа реакций, которые требуют дополнительного тепла для его поглощения. Созданная химиками конструкция, похожая на термос, позволяет использовать выделяемую тепловую энергию одной реакции для запуска второй.

Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета и Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН разработали особый тип реактора «труба в трубе», который обеспечивает более эффективное протекание реакции гидролиза карбида кальция — взаимодействия соединения кальция и углерода с водой. Сегодня карбид кальция активно используют в промышленности для получения газообразного ацетилена и его использования при производстве уксусной кислоты, этилового спирта, пластмассы, каучука и даже ракетных двигателей.

Реактор состоит из двух трубок, вставленных одна в другую, стенки которых не соприкасаются, и соединительной детали, напечатанной на 3D-принтере из нейлона. Такая конструкция позволила создать своего рода греющийся термос — «нагреватели» располагаются в пространстве между двумя трубками, то есть в „стенке“ реактора.

Для проведения эффективной реакции ученые помещали гранулы карбида кальция в пространство между трубками, добавляли растворитель, воду и перемешивали. Смесь нагревалась, а выделяемое тепло переходило во внутреннюю часть, запуская эндотермические реакции между реактивами в ней. Это позволило провести два типа реакции с меньшими энергозатратами, без использования внешних нагревателей.

Выделяемое и поглощаемое тепло фиксировали с помощью тепловизора — это позволило в режиме реального времени проследить, как меняется температура внутри устройства во время реакции. Оказалось, что тепловой эффект, получаемый в реакторе, зависит от типа растворителя, а также от количества воды и карбида. Так, если в  «стенке» установки было мало — всего 5 % — воды и много растворителя, то выделения тепла практически не наблюдалось. Увеличение количества воды до 50 % и более, наоборот, привело к быстрому — всего за пять минут — росту температуры в реакторе вплоть до 90 °С.

Карбид кальция способен запускать реакции без внешних источников тепла, а разработанное нами устройство  «труба в трубе « помогает контролировать и при необходимости изменять скорость его гидролиза.

Это может быть использовано в промышленности — например, при получении ацетилена. При добавлении воды к карбиду получается так много тепла, что выделяющийся ацетилен полимеризуется и становится непригоден.

Используя смеси растворителей с водой, можно замедлить этот процесс, остановить нежелательную полимеризацию и более эффективно отводить тепло», 

— рассказал руководитель проекта, научный сотрудник лаборатории кластерного катализа СПбГУ Константин Родыгин.

Исследования проводились на базе ресурсных центров  «Методы анализа состава вещества» и  Магнитно-резонансные методы исследования“ Научного парка СПбГУ.

20.04.2022





Высокие технологии

Не пустой звукНе пустой звук

Управлять физическими предметами на расст...

Найден способ генерировать магнитные поля в диэлектриках без увеличения преломленияНайден способ генерировать магнитные поля в диэле...

Ученые Томского политехнического университета ...

Российские ученые предложили эффективный метод синтеза сверхтвердого борида вольфрамаРоссийские ученые предложили эффективный метод си...

Ученые из Сколтеха и Томского полите...

Российские инженеры сконструировали первый российский 3D-принтер для космосаРоссийские инженеры сконструировали первый россий...

Инженеры Томского политехнического университет...

В России создали аналог импортных навигационных системВ России создали аналог импортных навигационных с...

Аналог импортных навигационных систем разработ...

Химики СПбГУ придумали греющийся термос для проведения реакцийХимики СПбГУ придумали греющийся термос для прове...

Ученые Санкт-Петербургского университета совме...

Эко-робот Umoz обожает влажность и не любит солнечные лучиЭко-робот Umoz обожает влажность и не любит солне...

Разработку необычных роботов-компаньонов продо

Российские ученые разработали высокопрочные материалы из прекерамической бумаги для авиакосмической отраслиРоссийские ученые разработали высокопрочные матер...

Исследователи Томского политехнического универ...

Ученые разработали принципиально новый тип безлинзовых оптических ловушек для «лаборатории на чипе»Ученые разработали принципиально новый тип безлин...

Ученые Томского политехнического университета ...

Российские ученые научились управлять частотой спектральной линии черенковского дифракционного излученияРоссийские ученые научились управлять частотой сп...

Ученые Томского политехнического университета ...

Российские ученые разработали хромовые покрытия для защиты циркониевых элементов ТВСРоссийские ученые разработали хромовые покрытия д...

Ученые Томского политехнического университета ...

Робособака поможет бороться с самозахватом городских территорийРобособака поможет бороться с самозахватом городс...

В распоряжении специалистов Госинспекции по&nb...

На форуме Nobel Vision спрогнозируют технологическое будущее планетыНа форуме Nobel Vision спрогнозируют технологичес...

Форум Nobel Vision. Open Innovations 2.0 пройд...

В Московском Политехе разработали первый отечественный фотополимерный принтер, работающий по технологии LCDВ Московском Политехе разработали первый отечеств...

Устройство можно использовать в стоматоло...

Промышленные роботы приходят в НовосибирскПромышленные роботы приходят в Новосибирск

16 ноября на базе Новосибирского государс...

Разработан «симулятор пальца» для оценки безопасности роботовРазработан «симулятор пальца» для оценки безопасн...

Корпорации разработали технологию оценки безоп...

Разработана целая технология для выявления горьких орешковРазработана целая технология для выявления горьки...

Наверняка каждому хоть раз попадалась мин...

Ученые открыли такие свойства спирта, о которых никто и подумать не могУченые открыли такие свойства спирта, о которых н...

Ученые Сколтеха вместе с коллегами из&nbs...

Химики предложили новый способ нанесения электропроводящего полимера для тонкого контроля качества покрытияХимики предложили новый способ нанесения электроп...

Ученые РХТУ им. Д.И. Менделеева вместе с ...

Прорыв с коллоидными "шахматами" поможет в медицинеПрорыв с коллоидными "шахматами" поможет в медици...

Коллоидные частицы становятся все более з...

Прочнее стали. Этот несгибаемый углепластикПрочнее стали. Этот несгибаемый углепластик

В современном мире в машиностроении, авиа...

Ученые создали человека-паука, бросившего вызов гравитацииУченые создали человека-паука, бросившего вызов г...

Специальные вакуумные присоски уже позвол

Разработан лазер с самой короткой длиной волныРазработан лазер с самой короткой длиной волны

Ученые из Нагойского университета совмест...

Кажется, искусственный интеллект вот-вот получит новый импульсКажется, искусственный интеллект вот-вот получит ...

Ученые из Оксфордского университета вмест...

Новый сплав на основе вольфрама противостоит радиации без поврежденийНовый сплав на основе вольфрама противостоит ради...

Больше всего новинка востребована в среде...

Открыты свойства идеального катализатораОткрыты свойства идеального катализатора

Эффективные и недорогие химические процес...

Особое строение атома серы позволило открыть его новые свойстваОсобое строение атома серы позволило открыть его ...

Исследование позволит использовать его эл...

Роботы наступают на ритейлРоботы наступают на ритейл

Ритейлер Walmart объявил о планах оснасти...

Эксперимент NOvA представил убедительные доказательства осцилляций антинейтриноЭксперимент NOvA представил убедительные доказате...

Уже более трех лет в эксперименте NO...

Китай снова всех удивил, подарив миру особую электроникуКитай снова всех удивил, подарив миру особую элек...

Китайские учёные разработали умное покрытие, к...

Поиск на сайте

Магазин

  
Silicon Power Slim S55 120GB (SP120GBSS3S55S25) SSD-накопитель4290.00 руб.

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на
Ученые разгадали тайну снежинкиУченые разгадали тайну снежинки

Новости компаний, релизы

Об изысканиях Института ядерных исследований РАН в области флеш-терапииОб изысканиях Института ядерных исследований РАН в обл
Нюансы ремонта автомобиля по полису обязательного страхования ОСАГОНюансы ремонта автомобиля по полису обязательного стра
Перчатки с подогревом, приложение для поиска переводчиков и другие разработкиПерчатки с подогревом, приложение для поиска переводчи
Химики СПбГУ научились управлять люминесценцией кристалловХимики СПбГУ научились управлять люминесценцией криста
Сделать УЗИ и узнать, что действительно грозитСделать УЗИ и узнать, что действительно грозит