Новый, экономичный и экологичный способ синтеза тетраметоксисилана (ТМОС), стратегически важного вещества, необходимого в производстве многих продуктов химического и нефтехимического производства, разработали ученые Института катализа (ИК) СО РАН, 8 февраля сообщает пресс-служба института.

ТМОС представляет собой тетраметиловый эфир ортокремниевой кислоты. Его используют в производстве современных катализаторов, эффективных силикатных сорбентов, прочных водоотталкивающих покрытий и предохраняющих пленок, новых композитных материалов, применяемых даже в зубоврачебной практике, и пр.

Тем не менее, ранее не существовало рентабельных и одновременно экологически безопасных и энергосберегающих промышленных технологий производства ТМОС. Так, например, в настоящее время промышленные отходы при производстве ТМОС содержат соляную кислоту, которая требует значительных затрат для ее нейтрализации во избежание негативного воздействия на окружающую среду.

Новая технология, разработанная учеными ИК СО РАН, основана на реакции оксида кремния с метанолом в присутствии катализатора. Ученым удалось эффективно решить трудную проблему удаления выделявшейся во время реакции воды.

Научный сотрудник института, к. х. н. Иван Кожевников пояснил: «Основная проблема взаимодействия оксида кремния со спиртом заключается в том, что в результате реакции выделяется вода. Поскольку образующийся ТМОС легко разлагается под действием воды (т.е. реакция обратима), то главная техническая и научная задача, которая перед нами стояла на этом этапе, — своевременное удаление воды».

Чтобы сместить обратимую реакцию в сторону образования ТМОС за счет удаления выделяющейся воды, реакцию оксида кремния (SiO₂) с метанолом реализовали в проточном реакторе при температуре 270 °С.

Из-того, что сорбционные технологии поглощения воды обычно не работают при повышенных температурах, ученые применили каскадное чередование реакторных зон повышенного нагрева, в которых происходит реакция, и холодных участков проточного реактора, в которых помещен реагент-осушитель для поглощения выделяющейся воды.

Еще одним достоинством новой технологии является возможность адаптировать производственный процесс под нужды заказчика, который может использовать в качестве исходного сырья для производства ТМОС различные природные материалы, содержащие оксид кремния.

«Новый способ производства, основанный на нашем решении, позволит значительно увеличить производство ТМОС для удовлетворения высокого спроса на рынке на данные материалы, а также обеспечит экологичность производственного процесса», — заявил старший научный сотрудник ИК СО РАН, к. х. н. Андрей Чибиряев.

Статья с результатами исследования новой технологии опубликована в журнале Chemical Engineering Journal.