Научная группа химиков и материаловедов Томского государственного университета и Индийского технологического института в городе Индор разрабатывает катализаторы для производства глюконовой и глюкаровой кислот. Сырьем будут служить органические отходы биотехнологических производств. Появление новых каталитических материалов позволит получать ценные продукты для фармацевтической, пищевой, косметической промышленности, «зеленой» энергетики и вместе с тем поможет снизить антропогенное давление на окружающую среду. Проект поддержан грантом Минобрнауки РФ.
Глюконовая кислота – мягкая органическая кислота, присутствующая в природных продуктах, например, вине и мёде. Она широко востребована во многих отраслях промышленности, в частности, в фармацевтике используется в качестве наполнителя для таблеток, в пищевой промышленности – как регулятор и разрыхлитель. Применяется в производстве материалов для строительной сферы, агрохимии, бытовой химии. Глюкаровая кислота – соединение с высокой добавленной стоимостью, применяется в качестве комлексообразователя металлов, используется в производстве гидроксилированного нейлона, что открывает возможности для получения биоразлагаемых полимеров.
– Выгодными свойствами глюконовой кислоты являются ее нетоксичность и биоразлагаемость, это наименее агрессивная органическая кислота, – поясняет руководитель проекта, профессор химического факультета ТГУ, директор Института «Умные материалы и технологии» Ирина Курзина. – Раньше главным поставщиком данного продукта в Россию были страны Европы, сейчас эти поставки практически прекращены. Российская промышленность остро нуждается в этом компоненте, поэтому проект по разработке отечественной технологии получил поддержку государства. Он будет реализован совместно с коллегами из Индии.
В рамках проекта будут созданы каталитические материалы и разработана технология их производства: из биологических отходов будет выделена глюкоза с последующим получением из нее глюконовой и глюкаровой кислот. За создание катализаторов отвечают ученые ХФ ТГУ. Задача индийских ученых – выявить оптимальные способы получения глюкозы из природного сырья.
– У наших индийских коллег очень большой научный задел в этой области и также в области электролитического разложения органических соединений с получением водорода, – говорит Ирина Курзина. – Тестирование катализаторов для выделения глюконовой и глюкаровой кислот будет проведено на базе промышленного партнера университета – Инжинирингового химико-технологического центра (ИХТЦ).
Реализация российско-индийского проекта не только позволит обеспечить промышленность критически важными компонентами, но и будет способствовать решению глобальной экологической задачи. Миллионы тонн органических отходов, которые сейчас преимущественно сжигаются либо выбрасываются, превратятся в высокомаржинальные продукты. Например, только в результате деятельности сельхозпредприятий ежегодно образуется 350 миллионов тонн биологических отходов в Индии и 650 миллионов тонн в России.
Стоит отметить, что ученые ХФ ТГУ являются признанными лидерами в области создания катализаторов. Профильное подразделение – лаборатория каталитических исследований – действует в ТГУ с 1965 года. Десятки разработок химиков ТГУ внедрены на советских и российских предприятиях.
За последнее время ученые химического факультета предложили стране целый ряд продуктов и технологий, уже готовых к внедрению в производство. Например, разработку, которая может полноценно заменить импортные компоненты зубной пасты. Они создали полимер, выступающий оболочкой для таблеток, и разработали конвертеры озона, которые будут устанавливаться на самолетах российского производства. В настоящее время химики ТГУ работают над созданием сорбента для получения авиационного и медицинского кислорода.
Для справки: Разработка новых материалов и технологий для обеспечения технической, экологической, цифровой и других видов безопасности входит в число ключевых научных направлений, развиваемых ТГУ в рамках стратпроекта «Технологии безопасности». Проект реализуется при поддержке федеральной программы «Приоритет 2030».