ПДМА-МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ТАГАНСКИЙ БЕНТОНИТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА ПРИ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ КОНВЕРСИИ УГЛЕВОДОРОДОВ
Abstract
В условиях роста объёмов пластиковых отходов и увеличения спроса на экологически чистые источники энергии разработка эффективных катализаторов для получения водорода приобретает особую актуальность. Целью настоящего исследования является синтез, физико-химическая характеристика и оценка каталитической активности таганского бентонита, модифицированного полидиметилакриламидом (ПДМА), в процессе каталитической конверсии углеводородов с получением водородсодержащего газа. В качестве носителя использован природный бентонит месторождения «Таган», предварительно подвергнутый кислотной активации и модифицированный 1 мас.% ПДМА методом пропитки. Структурные и морфологические особенности полученного катализатора исследованы методами рентгенофазового анализа (XRD), инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR), сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии (СЭМ и ПЭМ). Каталитические испытания проводили в реакторе с фиксированным слоем при температуре 650 °С с последующим анализом газообразных продуктов методом газовой хроматографии. Результаты исследований показали, что модификация полидиметилакриламидом не приводит к разрушению кристаллической структуры монтмориллонита, а способствует формированию полимер-минерального нанокомпозита с развитой пластинчатой морфологией и улучшенными поверхностными характеристиками. В составе газообразных продуктов каталитической конверсии установлено содержание водорода 35,9 об.%, метана 34,1 об.% и углеводородов фракции C₂–C₃ 29,5 об.%. Выход водорода составил 1,28 ммоль/г, а отношение H₂/CH₄ достигло 1,05, что свидетельствует об эффективном протекании реакций крекинга и дегидрирования на поверхности катализатора. Полученные результаты подтверждают перспективность использования ПДМА-модифицированного таганского бентонита в качестве доступного и эффективного гетерогенного катализатора для термокаталитической переработки полимерных отходов с получением водородсодержащего газа и могут служить основой для разработки экологически безопасных технологий утилизации пластиковых отходов и производства альтернативных энергоносителей.