Ученые МИЭТ совместно с коллегами из ИОФ РАН установили, как происходит один из этапов реакции эпоксидирования этилена. По их мнению, это позволит усовершенствовать процесс получения этиленоксида – одного из самых используемых в химической промышленности веществ. Результаты исследования опубликованы в научных журналах The Journal of Physical Chemistry C и Physics of Wave Phenomena.
Эпоксидирование этилена – одна из важнейших химических реакций на производствах, так как в ней образуется этиленоксид – универсальный химический промежуточный продукт, который занимает сегодня 14-е место в списке самых производимых органических химикатов в мире. Этиленоксид необходим для производства разных видов пластика, резиновых изделий и антисептических составов, рассказали исследователи Национального исследовательского университета «МИЭТ» (МИЭТ).
«Добавление хлорированных углеводородов в реакцию получения оксида этилена увеличивает селективность реакции почти в два раза, с 40–50% до 80–90%. Поэтому стояла задача выяснить механизм этой реакции на уровне взаимодействия отдельных атомов и молекул, чтобы усовершенствовать процесс промышленного синтеза этиленоксида», – рассказал начальник научно-исследовательской лаборатории атомной модификации и анализа поверхности полупроводников МИЭТ Борис Логинов.
Сотрудники МИЭТ и Центра естественно-научных исследований Института общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук (ИОФ РАН) впервые обнаружили серию двумерных фазовых переходов на монокристаллических гранях серебра (110) и (111), а также реконструкцию поверхности серебра Ag (110) при взаимодействии с молекулярным хлором.
Этот результат был получен, в том числе благодаря созданию низкотемпературного сканирующего туннельного микроскопа GPI CRYO уникальной конструкции. Она разработана учеными из МИЭТ, ИОФ РАН, Объединенного института ядерных исследований и Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук.
«Впервые удалось установить, как хлор модифицирует поверхность серебряного катализатора, используемого в реакции эпоксидирования этилена, и тем самым приблизиться к установлению природы его активных центров. Важнейшим элементом микроскопа, позволившим достичь четкой визуализации отдельных атомов и молекул, явился сканер, разработанный в МИЭТ», – отметил заведующий лабораторией физики поверхности отдела технологий атомного масштаба Центра естественно-научных исследований Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН Борис Андрюшечкин.
В дальнейшем коллектив авторов планирует провести еще более точные эксперименты при температурах ниже -268°С и получить новую информацию о взаимодействии и положении атомов на поверхности на различных этапах химической реакции.
Обсуждение