Российские химики создали высокоэффективные катализаторы с новой структурой

Разработка ученых поможет решать важные экологические задачи, направленные на защиту общества и улучшение жизни людей.

Созданные катализаторы могут нейтрализовать вредные летучие органические соединения и превращать их в полезные.

Источник: Unsplash

Ученые из Томского государственного университета придумали, как создавать новые катализаторы с особыми структурами. Эти структуры позволяют уменьшить использование дорогих металлов вроде палладия, золота, платины и иридия без потери важных характеристик. Лабораторные испытания показали, что разработанные в рамках исследования материалы хорошо справляются с обезвреживанием вредных веществ даже при обычной температуре и давлении, говорится на сайте учебного заведения.

По данным специалистов, лучше всего с окислением летучих органических соединений работают катализаторы с использованием палладия и платины. Но проблема в том, что такие металлы дороги, и если катализатор разрушится, то их будет сложно восстановить.

Есть два способа сделать эффективные и недорогие катализаторы из драгоценных металлов. Первый способ: использовать минимальное количество металла, закрепляя его отдельными атомами или их маленькими группами. При этом нужно создать особую структуру, чтобы атомы были устойчивыми и работали как надо. Второй способ: сочетать дорогие металлы с более дешевыми, например, с серебром и железом. Такой синергетический вариант работает лучше благодаря совместному действию двух металлов. Отечественные ученые применили оба описанных метода в своей работе.

Снимок просвечивающей электронной микроскопии катализатора, карта распределения элементов в катализаторе и схема реакции на его поверхности.

Источник: news.tsu.ru

Эксперты испытали линейку из шести катализаторов, полученных на основе оксидов CeO₂ и Fe₂O₃. Активными компонентами выступили иридий и серебро. Катализаторы тестировались на восстановлении нитроароматических соединений — одних из самых стойких вредных органических загрязнителей. Их можно найти в воде, которую используют предприятия фармацевтики, химической промышленности и производства красок.

Ученые пришли к выводу, что катализаторы могут превращать вредные вещества в полезные — амины. В наши дни амины производят при высоком давлении и температуре, что дорого и энергоемко. Подход ученых из ТГУ соответствует принципам «зеленой» химии и позволяет производить их при комнатной температуре и обычном давлении. Эти вещества пригодятся в различных отраслях промышленности — при производстве красок, лекарств и косметики.

Ранее стало известно, как нейросети изменили химические исследования.