622

Фурда Л. В. и др.

Журнал прикладной химии. 2023. Т. 96. Вып. 6

УДК 544.47:666.32

ПОЛУЧЕНИЕ КАТАЛИЗАТОРОВ ДЕСТРУКЦИИ ПОЛИОЛЕФИНОВ

НА ОСНОВЕ ГЛИНИСТОГО МАТЕРИАЛА ПУТЕМ МЕХАНОАКТИВАЦИИ

Белгородский государственный национальный исследовательский университет,

308015, г. Белгород, ул. Победы, д. 85

* Е-mail: olebedeva@bsu.edu.ru

Поступила в Редакцию 4 декабря 2023 г.

После доработки 26 декабря 2023 г.

Принята к публикации 29 декабря 2023 г.

Проведена оценка каталитических свойств образцов глинистого материала месторождения Шебе-

кинского района Белгородской области, подвергнутых механической активации, в процессе конверсии

смеси полиолефин-моторное масло в жидкие углеводороды. Показано, что данные катализаторы в

условиях проведения опыта не способны превращать смесь полиэтилен-моторное масло в жидкие

углеводороды, однако весьма эффективны при замене полиэтилена на полипропилен. Варьирование

времени механического воздействия на глинистые материалы влияет на выход продуктов термоката-

литической деструкции полипропилена. Максимальный выход целевых продуктов (53 мас%) зафикси-

ровали при термокаталитическом разложении смеси полипропилен-моторное масло в присутствии

катализатора, полученного после 8 ч помола исходного глинистого материала.

Ключевые слова: деструкция полиолефинов; катализаторы; механоактивация; глинистый материал

DOI: 10.31857/S0044461823060099; EDN: SZHLNB

Одним из возможных путей решения проблемы

ческого фактора приводит к значительному выходу

утилизации бытовых и промышленных пластиковых

газообразных углеводородов в составе продуктов

отходов является переработка пластика в углеводоро-

деструкции, так как контакт полимерной цепи проис-

ды. Использование селективных катализаторов для

ходит в основном с внешней поверхностью цеолита,

получения смеси углеводородов с ожидаемым диа-

где протекают первичные реакции селективного рас-

пазоном числа атомов углерода позволяет получать

пада полимера, инициированные поверхностными

жидкие продукты с составом, аналогичным составу

активными центрами катализатора.

бензина или дизельного топлива.

Большой интерес в качестве катализаторов де-

Твердые кислотные катализаторы являются од-

струкции полимеров представляют недорогие и до-

ними из наиболее эффективных в каталитической

ступные природные алюмосиликаты. Высокая ак-

конверсии пластмасс. Процесс термокаталитического

тивность и селективность глинистых материалов в

превращения с использованием таких материалов

деструкции полимеров в жидкие углеводороды по

во многом зависит от наличия кислотных центров,

сравнению с микропористыми цеолитами дости-

количества и размера пор катализатора [1, 2]. Многие

гается благодаря присутствию в их структуре ме-

работы посвящены использованию в качестве катали-

зопор, способствующих увеличению доступности

заторов синтетических алюмосиликатов [см., напри-

кислотных центров. Такая мезопористая структура

мер, 3, 4]. Микропористые цеолитные катализаторы

позволяет снизить диффузионные ограничения для

имеют активные центры с высокой кислотностью,

перемещения фрагментов макромолекул с меньшей

вызывающие скелетные превращения углеводородов

молекулярной массой. Вторичные реакции, например

[1]. Однако малый размер пор цеолитов ограничивает

циклизации, ароматизации, диспропорционирования,

доступ крупных молекул к кислотным центрам, рас-

инициированные кислотными центрами средней си-

положенным внутри каналов. Наличие этого стери-

лы, протекают внутри пор катализатора, что благо-

Получение катализаторов деструкции полиолефинов на основе глинистого материала путем механоактивации

623

приятствует селективному образованию жидких угле-

Цель работы — изменение физико-химических

водородов [5]. Продукты, полученные из пластиковых

свойств глинистого материала путем механоакти-

отходов с использованием глинистых катализаторов,

вации для получения эффективных катализаторов

часто характеризуются как бензиновые и дизельные

деструкции полиолефинов в жидкие углеводороды.

фракции [6-8].

Природа активных центров практически одина-

Экспериментальная часть

кова для всех типов глин.* Исходные глины в ка-

тионных формах обычно содержат недостаточное

В качестве образцов полиолефинов использо-

количество кислотных центров. Как правило, для по-

вали полиэтиленовую пленку марки Нф(n) (ОАО

лучения каталитически активных глин используют их

«БЗПИ») и одноразовые полипропиленовые стаканы

химическую активацию путем обработки исходной

артикул 170-0022 (ООО «Стандарт Пластик Групп»).

глины растворами кислот [9, 10]. Кислотная обра-

Моторное масло (плотность при 15°C — 873 кг·см^-3,

ботка удаляет минеральные примеси, а межслоевые

вязкость при 40°C — 96.81 мм²·c^-1, индекс вязко-

катионы замещаются ионами водорода. Кислотная

сти — 160) использовали как растворитель поли-

активация изменяет структуру глины, что приводит

олефинов.

к увеличению площади удельной поверхности, боль-

Катализаторы деструкции полимеров готовили

шей пористости и повышенной кислотности. Это

на основе глинистого материала месторождения

дает возможность использовать данные материалы

«Поляна» Шебекинского района Белгородской обла-

как эффективные твердые кислотные катализаторы в

сти, химический состав которого по данным энерго-

различных превращениях.

дисперсионного анализа приведен в табл. 1.

Достаточно большое количество работ посвящено

Согласно результатам рентгенофазового анализа

изучению процессов механо- и механохимической ак-

(РФА) данный материал относится к полиминераль-

тивации глинистых материалов: каолинита [11], бенто-

ным глинам. Минералогический состав представлен

нита [12], монтмориллонита [13, 14] и др. В результате

кварцем, клиноптилолитом и мусковитом (рис. 1).

механохимической активации происходит измене-

Образцы катализаторов деструкции полиолефи-

ние структуры глинистых материалов, расслаивание

нов получали механической активацией глинистого

и разупорядоченность слоев, уменьшение размера

материала. Исходный образец глины предварительно

кристаллитов и изменение дефектности кристалли-

высушивали в сушильном шкафу при 110°С до посто-

ческой структуры вплоть до полной аморфизации

янной массы. Навеску высушенного образца глины

вещества. Также наблюдается рост свободной поверх-

помещали в размольный барабан с рабочим объемом

ности частиц и увеличение реакционной способности.

2 л с мелющими телами корундовыми цильпебсами

Изменение кристаллической структуры поверхност-

высотой ~15 мм. Помол осуществляли при помощи

ных слоев и возникновение на поверхности активных

лабораторной мельницы МЛ-1 с частотным регулято-

центров и радикалов определяют специфичность

ром (ООО «НПЦК») со скоростью вращения бараба-

химических реакций на активированной поверхности.

на 80 об·мин^-1. Мелющая загрузка составляла 35% от

Повышение химической активности тонкоизмель-

рабочего объема барабана. Образцы отбирали после

ченных материалов проявляется также в повышении

1, 2, 4 и 8 ч помола. Исходному глинистому матери-

каталитических свойств, что объясняется, с одной

алу и полученным в процессе помола катализаторам

стороны, ростом площади удельной поверхности, а

на его основе присвоены соответствующие индексы:

с другой — повышением сорбционной способности.

Г-0, Г-1, Г-2, Г-4, Г-8.

Известны работы, где описано получение ката-

Реакционную смесь готовили следующим обра-

лизаторов на основе слоистых глинистых матери-

зом. Предварительно измельченный образец полиме-

алов с применением механохимической активации

ра и моторное масло помещали в фарфоровую чашку

для различных химических процессов: превращение

и оставляли на 1 ч при комнатной температуре. Далее

1,4-бутандиола в 2,3-дигидрофуран [15], окисление

смесь нагревали до получения вязкого раствора по-

α-пинена трет-бутилгидропероксидом [16]. Однако

лимера. В горячий раствор вносили навеску порошка

работы, посвященные деструкции полимеров с ис-

катализатора, перемешивали и оставляли при комнат-

пользованием механоактивированных глинистых ма-

ной температуре до получения твердых пленок. Для

териалов, в литературе отсутствуют.

всех образцов массовое соотношение полимер:мотор-

ное масло:катализатор составило 1:1:1. Полученные

твердые пленки измельчали до 2-3 мм и загружали в

* Крылов О. В. Гетерогенный катализ. М.: Академкнига,

2004. C. 232-269.

каталитический реактор.

624

Фурда Л. В. и др.

Рис. 1. Рентгеновская порошковая дифрактограмма образца исходного глинистого материала.

Таблица 1

Химический состав глинистого материала

Основные составляющие

SiO₂

Al₂O₃

Fe₂O₃

TiO₂

CaO

MgO

Na₂O

K₂O

Всего

Содержание, мас%

54.60

16.08

5.08

0.91

17.80

2.32

0.40

2.81

100.00

Эксперименты по термокаталитическому превра-

до 30 000 раз. Ускоряющее напряжение на аноде со-

щению проводили в установке с использованием

ставило 20 кВ, ток пучка — ~200 мА. Элементный

реактора проточного типа с неподвижным слоем ка-

состав образцов определяли методом энергодиспер-

тализатора и реагента. Навеску реакционной смеси

сионного анализа с помощью приставки к указанному

в виде измельченных пленок помещали в реактор.

микроскопу.

Температуру увеличивали постепенно, изотерми-

Кислотно-основные свойства поверхности ис-

чески выдерживали при 300 либо 350°С. Жидкие

следуемых образцов глинистого материала изучали

продукты собирали в приемник, установленный на

индикаторным методом Гаммета* по адсорбции од-

выходе из реактора. Конверсию полимеров проводили

ноосновных красителей различного типа из водных

в инертной атмосфере аргона. Выход жидких продук-

растворов со значениями pKax в интервале от +0.80

тов (мас%) рассчитывали с учетом суммарной массы

до +12.80 (табл. 2).

полимера и растворителя.

Количественное определение центров адсорбции

Для получения изображения поверхности исход-

(q_pKax, ммоль·м^-2) данной кислотной силы проводили

ного глинистого материала и катализаторов на его

спектрофотометрическим методом на спектрофотоме-

основе был использован метод сканирующей элек-

тронной микроскопии (СЭМ), который проводили

* Tanabe K. Solid acids and base. Their catalytic properties.

на микроскопе Quanta-200 3D (FEI) при увеличениях _{New York; London: Acad. Press, 1970. Р. 5-25.}

Получение катализаторов деструкции полиолефинов на основе глинистого материала путем механоактивации

625

Таблица 2

Ассортимент и некоторые характеристики кислотно-основных индикаторов*

Концентрация

Показатель

Длина волны

Название индикатора

раствора индикатора

кислотности pKax

λ_max, нм

c_инд, ммоль·л^-1

Кристаллический фиолетовый (ч.д.а., ООО «Баум-Люкс»)

+0.80

580

0.599

п-Нитроанилин (ч.д.а., ГК «Интерхим»)

+1.02

380

0.109

Бриллиантовый зеленый (ч.д.а., ГК «Интерхим)

+1.30

610

0.320

Фуксин (основание) (ч., ООО «АО Реахим»)

+2.10

540

0.299

м-Нитроанилин (ч.д.а., АО «Вектон»)

+2.50

340

0.304

Метиловый оранжевый (ч.д.а., ООО «АО Реахим»)

+3.46

460

0.281

Бромфеноловый синий (ч.д.а., НПП «Синтрейд Казань»)

+4.10

690

0.045

Метиловый красный (ч.д.а., АО «Вектон»)

+5.00

430

0.156

Бромкрезоловый пурпурный (ч.д.а., ГК «Интерхим»)

+6.40

590

0.111

Бромтимоловый синий (ч.д.а., ЗАО «Вектон»)

+7.30

430

0.195

Феноловый красный (ч.д.а., ООО «АО Реахим»)

+8.00

430

0.085

Тимоловый синий (ч.д.а., ООО «АО Реахим»)

+8.80

430

0.291

Индигокармин (ч.д.а., ООО «АО Реахим»)

+12.80

610

0.077

тре SPECORD 210 Plus (Analytik Jena). Растворы фо-

РФА порошков проводили на рентгеновском по-

тометрировали в кюветах с толщиной поглощающего

рошковом дифрактометре SmartLab (Rigaku) c вы-

слоя 1 см относительно растворителя при длине вол-

сокоскоростным детектором D/TEX ULTRA с при-

ны, соответствующей максимальному поглощению

менением СuKα-излучения. Условия регистрации

каждого индикатора (λ_max). Содержание активных

дифрактограмм: ток рентгеновской трубки 250 мА

центров (q_pKax) определенной кислотной силы pKax

и ускоряющее напряжение 40 кВ. Регистрацию про-

рассчитывали по формуле

водили при следующих условиях: интервал углов

2° ≤ 2θ ≤ 70°, размер шага 0.02°, скорость регистра-

qpKax =

(1)

ции спектров 3 град·мин^-1. Идентификацию фазо-

вого состава образцов осуществляли с помощью

программного комплекса PDXL (Rigaku corporation)

где с_инд — концентрация раствора индикатора

при использовании баз данных по порошковой диф-

(ммоль·л^-1); V_инд — объем раствора индикатора, взя-

того для анализа (л); D₁ — оптическая плотность рас-

ракции Объединенного комитета порошковых рент-

твора индикатора после сорбции; D₂ — оптическая

генографических стандартов International Center for

плотность «холостого» раствора; D₀ — оптическая

Diffraction Data ICDD (PDF 2008).

плотность раствора индикатора до сорбции; m₁, m₂ —

Измерения удельной поверхности (S_уд) изучае-

мых порошков осуществляли методом Брунауэра-

массы навесок образца глины при измерении D₁ и D₂.

Эммета-Теллера (БЭТ) на автоматизированной сорб-

Знак «-» соответствует однонаправленному изме-

ционной установке TriStar II 3020 (Micromeritics).

нению D₁ и D₂ относительно D₀, т. е. D₁ и D₂ < D₀ или

Температура предварительной дегазации образцов

D₁ и D₂ > D₀. Знак «+» соответствует разнонаправ-

глинистого материала составляла 350°С.

ленному изменению D₁ и D₂ относительно D₀, т. е.

Гранулометрический состав исходного и модифи-

D₁ > D₀, D₂ < D₀ или D₁ < D₀, D₂ > D₀.

Функцию кислотности поверхности исследуемого

цированных образцов глинистого материала опре-

материала рассчитывали по уравнению

деляли методом лазерной дифракции с использо-

ванием лазерного гранулометра S-3500 (Microtrac).

Н₀ = ΣpKaxqpKax/ΣqpKax .

(2)

Перед измерением водную суспензию подвергали

ультразвуковой обработке в течение 30 с во встроен-

ном блоке пробоподготовки с ультразвуковым дис-

пергатором.

* Лурье Ю. Ю. Справочник по аналитической химии.

М.: Химия, 1989. С. 190-213.

626

Фурда Л. В. и др.

Обсуждение результатов

Результаты исследования гранулометрического

состава порошков показали уменьшение размера ча-

стиц глинистого материала при увеличении времени

помола (рис. 2).

По форме и высоте максимума данные системы

показали бимодальный характер зернового распреде-

ления частиц. В образце Г-0 максимум первой моды

выражен нечетко и находится в диапазоне 2-5 мкм.

Вторая мода более интенсивна и фиксируется в ин-

тервале 20-30 мкм. По мере увеличения времени

помола порошков максимум смещается в сторону

наименьших значений размера частиц.

Медианный размер частиц D₅₀ для исходного

образца равен ~11 мкм. После 8 ч помола данная

величина составила 5.3 мкм (табл. 3). По мере уве-

личения времени помола также фиксируется рост

количества частиц размером <1 мкм. В образцах Г-0

и Г-8 содержание таких частиц составило 0.7 и 1.6%

соответственно.

Анализ результатов СЭМ (рис. 3) Г-0 указыва-

Рис. 2. Диаграммы зернового распределения частиц

ет на присутствие нескольких минеральных фаз, о

образцов исходного глинистого материала (Г-0) и ката-

чем свидетельствует различная форма частиц — че-

лизатора, полученного на его основе в процессе помола

шуйчатая и зернистая. Диапазон размеров частиц

в течение 8 ч (Г-8).

достаточно широк и составляет от <1 до 300 мкм.

В образце Г-8 фиксируются частицы менее 30 мкм.

Полученные данные хорошо согласуются с резуль-

Полученные изотермы низкотемпературной ад-

татами исследования гранулометрического состава

сорбции азота однотипны для образцов Г-0, Г-1,

порошков методом лазерной дифракции. В образцах

Г-2 и Г-4 и относятся к IV типу по классификации

Г-4 и Г-8 наблюдается присутствие большего коли-

ИЮПАК, характерному для мезопористых тел [17].

чества агломератов, образование которых является

После 8 ч помола образца изотерма адсорбции на нем

результатом слипания частиц, что соответствует вто-

становится ближе к типу III, отвечающему адсорбции

рому максимуму на соответствующих диаграммах

на непористых телах адсорбата, слабо связанного с

зернового распределения (рис. 2).

поверхностью сорбента.

Текстурные различия между исходным и активи-

Форму петель гистерезиса, наблюдаемых на изо-

рованными образцами начинают проявляться уже

термах образцов Г-0, Г-1, Г-2, можно отнести к типу

после 1 ч помола. Общий объем пор и их средний

Н3, что типично для систем, состоящих из пластин-

диаметр возрастают по мере увеличения времени

чатых частиц с порами щелевидной формы. Петля ги-

помола (табл. 4).

стерезиса на изотерме адсорбции Г-0 характеризуется

Таблица 3

Гранулометрический состав исследуемых образцов катализаторов

D₉₀*

D₅₀*

D₂₀*

Время механической активации

Содержание субмикрометровой фракции

глинистого материала, ч

мкм

<1 мкм, %

Исходный образец

42.3

11.3

3.9

0.7

36.5

8.6

3.1

0.9

35.6

8.0

2.9

0.9

31.0

5.9

2.3

1.4

28.2

5.3

2.1

1.6

* D₉₀, D₅₀, D₂₀ — размер частиц, ниже которого содержится 90, 50, 20% материала соответственно.

628

Фурда Л. В. и др.

Таблица 4

Текстурные характеристики исследуемых образцов катализаторов

Время механической активации

Удельная поверхность по одноточечному

Общий объем пор,

Средний диаметр пор,

глинистого материала, ч

методу Брунауэра-Эммета-Теллера, м²·г^-1

см³·г^-1

Å (±5%)

Исходный образец

39 ± 2

0.055 ± 0.003

57 ± 3

40 ± 2

0.062 ± 0.003

63 ± 3

38 ± 2

0.064 ± 0.003

68 ± 3

39 ± 2

0.071 ± 0.004

75 ± 4

34 ± 2

0.072 ± 0.004

85 ± 4

наибольшей шириной. Для остальных кривых свой-

ных центров, на поверхности исследуемых образцов

ственны более узкие петли, и их ширина уменьшается

характерно присутствие бренстедовских основных

по мере роста времени помола исследуемых образ-

(pKax от 7 до 12.8) и кислотных (pKax от 0 до 7) цен-

цов. Г-4 имеет гибридную гистерезисную петлю,

тров (рис. 4).

которую можно отнести к типу Н1, характерному для

В ряду Г-0, Г-1, Г-2, Г-4 наблюдается сниже-

достаточно одинаковых по размеру и однородно упа-

ние общего количества активных центров (табл. 5).

кованных частиц. Вероятно, распределение частиц по

После 8 ч помола глинистого материала фиксиру-

размерам стало намного однороднее после 4 ч помо-

ется рост данного показателя, который составляет

ла. Образец Г-8, очевидно, сохранил лишь остаточное

62.37 ммоль·г^-1. По мере увеличения времени помола

количество мезопор, выраженной петли гистерезиса

порошка катализатора на диаграмме наблюдается

на изотерме нет. Это может служить свидетельством

уменьшение концентрации активных центров со зна-

преобладания процесса слипания под действием ад-

чениями pKax 0.8-3.5, а значение Н₀ изменяется от

гезионных сил вследствие повышения внутренней

2.0 до 5.9. Образцы Г-4 и Г-8 характеризуются как

энергии высокодисперсных частиц над процессом

материалы средней кислотности.

диспергирования при механическом воздействии [18].

Результаты РФА показали изменение интенсив-

ности многих рефлексов без их расширения с умень-

шением крупности фракций, что свидетельствует о

прогрессирующей аморфизации структуры составля-

ющих компонентов глинистого материала при меха-

ническом воздействии. Особенно отчетливо данный

эффект наблюдается для максимумов, соответствую-

щих кварцу.

Механическое воздействие оказывает значитель-

Рис. 4. Распределение центров адсорбции на поверхно-

ное влияние на содержание активных центров на

сти для исходного глинистого материала (Г-0) и полу-

поверхности образцов катализаторов. Согласно ди-

ченных катализаторов на его основе в процессе помола

аграмме распределения активных кислотно-основ-

в течение 1, 2, 4 и 8 ч (Г-1, Г-2, Г-4, Г-8).

Таблица 5

Кислотно-основные свойства глинистого материала в условиях механической активации и выход продуктов

деструкции полипропилена в присутствии полученных катализаторов

Время механической активации

Суммарное содержание активных

Функция кислотности

Выход жидких продуктов,

глинистого материала, ч

центров ΣqpKax, ммоль·г-1

Гаммета Н₀

мас%

Исходный образец

100.8

2.0

34.0 ± 0.7

74.69

3.7

28.0 ± 0.6

45.06

3.7

45.0 ± 0.9

42.92

5.8

34.0 ± 0.6

62.37

5.9

53.0 ± 1.0

Получение катализаторов деструкции полиолефинов на основе глинистого материала путем механоактивации

629

В ранее проведенных экспериментах по термиче-

По мере увеличения времени помола глинисто-

скому превращению полиэтилена и полипропилена в

го материала, как было продемонстрировано выше,

отсутствие катализатора при заданных условиях про-

наблюдается уменьшение концентрации сильнокис-

ведения опыта образование жидких продуктов не на-

лотных центров, которые, согласно литературным

блюдалось [4, 19]. В связи с этим в настоящей работе

данным, способствуют образованию газообразных

термическая деструкция полимеров не проводилась,

углеводородов, и незначительные изменения кон-

осуществляли только эксперименты по термокатали-

центрации центров средней силы. По-видимому,

тическому превращению в присутствии исходного и

именно изменение спектра кислотности оказывает

модифицированных образцов глинистого материала.

воздействие на выход целевых продуктов. Для срав-

Следует отметить, что в методику подготовки реак-

нения можно привести ранее полученные данные по

ционных смесей было внесено изменение: м-ксилол,

деструкции полипропилена с использованием син-

использовавшийся ранее в качестве растворителя,

тетических аморфных алюмосиликатов в качестве ка-

заменили на моторное масло.

тализаторов. Эти катализаторы обладают одинаковым

Результаты проведенных работ по деструкции

набором кислотных центров в диапазоне значений pKax

полиолефинов показали, что все исследуемые ката-

3.5-5.0 и проявляют сопоставимую эффективность

лизаторы не способны превращать смесь полиэти-

в конверсии полимера в жидкие углеводороды [4].

лен-моторное масло в жидкие углеводороды. Однако

следует отметить, что в процессе конверсии на стен-

Выводы

ках каталитического реактора фиксировали обра-

зование твердых маслянистых продуктов желтого

Путем механической активации возможно полу-

цвета. Дальнейшие исследования были направлены

чение эффективных катализаторов конверсии смеси

на изучение конверсии смеси полипропилен-мотор-

полипропилена и моторного масла на основе гли-

ное масло.

нистого материала с повышенной селективностью

Анализ полученных данных показал, что в присут-

по жидким углеводородам, которые имеют низкую

ствии всех исследуемых образцов катализаторов про-

себестоимость и соответствуют принципам «зеле-

текает конверсия смеси полипропилена и моторного

ной химии». Тонкое измельчение порошков глины

масла в жидкие углеводороды (табл. 5). Такое разли-

вызывает изменение каталитических свойств иссле-

чие результатов по деструкции полиэтилена и поли-

дуемых материалов и, как следствие, способствует

пропилена, вероятно, обусловлено особенностями их

росту выхода целевых продуктов от 34 до 53 мас%.

структуры. Поскольку в макроцепи полипропилена

Способность алюмосиликатов превращать полипро-

каждый второй атом углерода третичный, прочность

пилен в жидкие углеводороды зависит от количества

углерод-углеродных связей в молекуле полипропи-

и доступности кислотных центров определенной

лена ниже, чем в случае полиэтилена. Кроме того,

силы. Исследуемый процесс деструкции полиолефи-

метильные группы боковой цепи увеличивают эффек-

нов также можно рассматривать как альтернативный

тивное поперечное сечение молекул полипропилена

способ утилизации отработанного моторного масла.

по сравнению с полиэтиленовыми цепями, что спо-

Дальнейшее изучение деструкции полипропилена

собствует лучшему взаимодействию с активными

не следует считать бесперспективным, поскольку из-

центрами, расположенными внутри пор [20].

менение условий реакции, в частности соотношения

Для исследуемого ряда катализаторов наблюдает-

полимер:моторное масло:катализатор, может приве-

ся тенденция роста выхода жидких углеводородов с

сти к получению желаемого результата — образова-

увеличением времени помола. Максимальное коли-

нию жидких углеводородных продуктов.

чество целевых продуктов получено при деструкции

полипропилена и моторного масла с образцом Г-8,

Благодарности

выход составил 53 мас%. Следует отметить, что при

конверсии данной смеси в присутствии Г-1 и Г-4

Исследования выполнены с использованием науч-

наблюдается снижение выхода жидкой фракции по

ного оборудования Центра коллективного пользова-

сравнению с образцом исходного материала. Можно

ния «Технологии и материалы НИУ «БелГУ».

предположить, что при деструкции полипропилена

и моторного масла с участием Г-1 и Г-4 возможно

Конфликт интересов

образование большего количества газообразных или

более тяжелых углеводородов, однако в рамках дан-

Авторы заявляют об отсутствии конфликта инте-

ной работы такие продукты не изучали.

ресов, требующего раскрытия в данной статье.

630

Фурда Л. В. и др.

Информация о вкладе авторов

efficient catalytic pyrolysis of mixed plastics // Chem.

Eng. J. 2017. V. 317. P. 800-809.

О. Е. Лебедева — постановка задач, анализ и обра-

https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.02.113

ботка полученных результатов, анализ литературных

[6] Budsaereechai S., Hunt A. J., Ngernyen Y. Сatalytic

данных; Л. В. Фурда — выбор объектов исследова-

pyrolysis of plastic waste for the production of liquid

ния, анализ литературных данных, проведение экспе-

fuels for engines // RSC Adv. 2019. V. 9. P. 5844-

риментов по термокаталитической деструкции; уча-

5857. https://doi.org/10.1039/C8RA10058F

стие в подготовке раздела «Обсуждение результатов»;

[7]

Peng Y., Wang Y., Ke L., Dai L., Wu Q., Cobb K.,

О. Г. Исакулов — подготовка сырьевых материалов,

Zeng Y., Zou R., Liu Y., Ruan R. A review on catalytic

получение катализаторов на основе глинистого мате-

pyrolysis of plastic wastes to high-value products //

Energy Сonvers. Manag. 2022. V. 254. ID 115243.

риала, выполнение исследований кислотно-основных

https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.115243

свойства поверхности образцов глинистого материала

[8]

Fadillah G., Fatimah I., Sahroni I., Musawwa M. M.,

и катализаторов на их основе.

Mahlia T. M. I., Muraza O. Recent progress in low-

cost catalysts for pyrolysis of plastic waste to fuels //

Catalysts. 2021. V. 11. N 7. ID 837.

Информация об авторах

https://doi.org/10.3390/catal11070837

Лебедева Ольга Евгеньевна, д.х.н., проф.

[9]

Батталова Ш. Б. Физико-химические основы

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5021-028X

получения и применения катализаторов и адсор-

Фурда Любовь Владимировна, к.х.н., доцент

бентов из бентонитов. Алма-Ата: Наука, 1986. С.

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8692-7354

54-56.

Исакулов Охунжон Гуломжон угли

[10]

Komadel P. Acid activated clays: Materials in

continuous demand // Appl. Clay Sci. 2016. V. 131.

ORCID: https://orcid.org/0009-0007-5458-627X

P. 84-99. https://doi.org/10.1016/j.clay.2016.05.001

[11]

Elhadj Y. M. S., Perrin X. F. Influencing parameters of

mechanochemical intercalation of kaolinite with urea

Список литературы

// Appl. Clay Sci. 2021. V. 213. ID 106250.

[1] Marcilla A., Gomez-Siurana A., Berenguer D. Study

https://doi.org/10.1016/j.clay.2021.106250

of the influence of the characteristics of different acid

[12]

Filipović-Petrović L. M., Kostić-Gvozdenović L.,

solids in the catalytic pyrolysis of different polymers //

Erić-Antonić S. C. The effects of fine grinding on the

Appl. Catal. А: General. 2006. V. 301. P. 222-231.

physicochemical properties and thermal behavior of

https://doi.org/10.1016/j.apcata.2005.12.018

bentonite clay // J. Serb. Сhem. Soc. 2002. V. 67. N 11.

[2] Obali Z., Sezgi N. A., Doğu T. Performance of acidic

Р. 753-760. https://doi.org/10.2298/JSC0211753F

MCM-like aluminosilicate catalysts in pyrolysis of

[13]

Hrachová J., Komadel P., Fajnor V. Š. The effect

polypropylene // Chem. Eng. J. 2008. V. 196. N 1-2.

of mechanical treatment on the structure of

P. 116-130.

montmorillonite // Mater. Lett. 2007. V. 16. N 61.

https://doi.org/10.1080/00986440802301537

P. 3361-3365.

[3] Фурда Л. В., Рыльцова И. Г., Лебедева О. Е.

https://doi.org/10.1016/j.matlet.2006.11.063

Каталитическая деструкция полиэтилена в присут-

[14]

Valera-Zaragoza M., Agüero-Valdez D., Lopez-

ствии синтетических алюмосиликатов // ЖПХ. 2008.

Medina M., Dehesa-Blas S., Navarro-Mtz A. K.,

Т. 81. № 9. С. 1555-1558.

Avalos-Borja M., Juarez-Arellano E. A. Controlled

https://www.elibrary.ru/jwdbbn

modification of sodium montmorillonite clay by a

[Furda L. V., Rylʹtsova I. G., Lebedeva O. E. Catalytic

planetary ball-mill as a versatile tool to tune its

degradation of polyethylene in the presence of synthetic

properties // Adv. Powder Technol. 2021. V. 32. N 2.

aluminosilicates // Russ. J. Appl. Chem. 2008. V. 81.

P. 591-599. https://doi.org/10.1016/j.apt.2021.01.004

P. 1630-1633.

[15]

Leite L., Stonkus V., Edolfa K., Ilieva L., Plyasova L.,

https://doi.org/10.1134/S1070427208090292].

Zaikovskii V. Copper-promoted cobalt catalysts for

[4] Фурда Л. В., Смальченко Д. Е., Титов Е. Н.,

2,3-dihydrofuran synthesis // Appl. Catal. А: General.

Лебедева О. Е. Термокаталитическая деструкция

2006. V. 311. P. 86-93.

полипропилена в присутствии алюмосиликатов //

https://doi.org/10.1016/j.apcata.2006.06.006

Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2020. Т. 63.

[16]

Романенко Е. П., Тарабан Е. А., Ткачев А. В.

№ 2. С. 85-89.

Каталитическое окисление α-пинена трет-бутил-

https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206306.6202

гидропероксидом в присутствии Fe-модифици-

[5] Li K., Lei J., Yuan G., Weerachanchai P., Wang J.-Y.,

рованного монтмориллонита // Изв. АН. Сер.

Zhao J., Yang Y. Fe-, Ti-, Zr- and Al-pillared clays for

хим. 2006. № 6. С. 956-962 [Romanenko E. P.,