Предварительные исследования показывают их активность в реакциях переработки лесохимического сырья, что позволяет получать вторичные терпеноидные продукты.

Идея принадлежит академику Владимиру Агабекову, реализовали проект заведующий лабораторией лесохимических продуктов и технологий Александр Сидоренко и научный сотрудник Юлия Курбан. Существенную помощь в исследованиях оказал химический факультет БГУ во главе с его деканом Дмитрием Свиридовым.

«Одно из направлений нашей деятельности – исследование каталитических реакций природных соединений – терпеноидов, которые являются компонентами скипидара и эфирных масел. Продукты на основе терпеноидов получили широкое распространение в парфюмерии и в медицине, где их используют в качестве новых перспективных лекарственных агентов. Однако реакции, как правило, протекают с образованием множества продуктов. Получать конкретные соединения помогают катализаторы. Создать нужный – задача не из легких: требуется проведение комплексной и долгой работы. Несколько лет назад мы создали нанокатализаторы нового поколения на основе природных галлуазитовых нанотрубок. Данная разработка вошла в топ-10 результатов ученых НАН Беларуси в области фундаментальных и прикладных исследований за 2018 год», – рассказывает А. Сидоренко.

Крупные месторождения галлуазита есть в США, Новой Зеландии, Китае, Австралии, на Урале в России, но в Беларуси залежей этого полезного ископаемого нет. Ученым приходилось закупать сырье за рубежом. У академика Владимира Агабекова возникла идея попробовать создать синтетические нанотрубки из обыкновенной белой глины, которой богата наша страна. В мировой литературе недавно были опубликованы работы по синтезу нанотрубок из каолина. Процесс этот трудоемкий и связан со множеством нюансов, таких как использование высоких температур, давления и больших количеств необходимых реагентов, в частности метанола, который очень токсичен и требует особых мер по соблюдению техники безопасности. Так, в экспериментах зарубежных коллег для производства 1 грамма нанотрубок требовалось 2 литра метанола. Кроме того, в процессе использовались автоклавы, что тоже небезопасно, поэтому белорусские ученые старались от этого уйти. На реализацию идеи ученым ИХНМ потребовалось полтора года. Была отработана методика получения синтетических нанотрубок из белой глины, взятой на месторождении в Житковичском районе.

«Каолин представляет собой плоские пластинки, сложенные в стопку, как пачка бумаги. Суть разработанной методики состоит в том, чтобы последовательно внедрять между этими слоями реагенты (диметилсуфоксид, метанол и хлорид цетилтриметиламмония), вследствие чего расстояние между ними начинает увеличиваться. В конечном итоге они настолько расширяются, что при обработке температурой около 60 оС связи между пластинками ослабевают, и они начинают скручиваться в трубочки за счет межмолекулярных сил. Таким образом на основе белорусского каолина были впервые получены алюмосиликатные нанотрубки длиной около 1000 нанометров и диаметром 50–60 нанометров. Синтез осуществлен в мягких условиях, невысоком атмосферном давлении и низком количестве реагента метанола, необходимого для их формирования – на производство 1 грамма нанотрубки ушло лишь 7 мл токсичного вещества», – поясняет А. Сидоренко.

Преимущества нанотрубок из каолина – их однородность по размеру. В отличие от них галлуазитовые нанотрубки характеризуются разнообразием форм и размеров, что не очень хорошо, так как трудно предугадать процесс катализа с их использованием.

«Хотя нанотрубки из каолина получали и до нас, но не было никаких исследований, направленных на создание катализаторов на их основе. В перспективе планируется создать целое семейство таких катализаторов и применять их в различных реакциях. Предварительные результаты исследований показывают такую возможность. Кроме того, есть вероятность использовать данные нанотрубки в качестве адсорбента», – подытожил А. Сидоренко.

Елена ГОРДЕЙ

Фото автора, «Навука»