Ученые улучшили синтез катализаторов для обезвреживания угарного газа

Горение порошка графен-металлидов

Сергей Гнусков/Пресс-служба НИТУ «МИСиС»

Международная группа ученых разработала метод простого одностадийного синтеза катализаторов для окисления токсичного угарного газа (CO). Катализаторы представляют собой графен-металлические композиты, активно реагирующие с окружающей атмосферой и в кратчайшие сроки «обезвреживающие» CO. Результаты работы опубликованы в журналах Inorganic Chemistry и Scientific Reports.

Ученые НИТУ «МИСиС», Королевского технологического университета Швеции и Института общей и неорганической химии НАН Беларуси разработали новый простой одностадийный метод получения графен-металлических нанокомпозиций. В настоящее время они широко используются для окисления CO, который образуется при неполном окислении углеродсодержащих компонентов или топлива во многих промышленных и бытовых процессах. Как правило, синтез подобных композиций довольно сложен, требует длительного времени, использования дорогостоящего оборудования, сложных технологических операций.

В основу нового подхода лег метод горения в растворах. При нагреве исходных компонентов до определенной температуры начиналась выделяющая много тепла реакция горения, которая позволяла очень быстро разогреть смесь компонентов. Такой метод синтеза может быть осуществлен в считанные минуты. При этом за счет правильного подбора компонентов и их однородного смешения в растворе можно получать очень широкий спектр наноматериалов с необычной структурой поверхности и интересными свойствами.

«Мы имеем в распоряжении очень мощный инструмент для создания наноматериалов с широким набором характеристик. Адаптивность и универсальность метода синтеза, который мы используем, позволяет нам точечно регулировать параметры процесса для получения наноструктур, наиболее подходящих для конкретной области их применения. В данном случае мы научились синтезировать композитные 2D структуры на основе графена. Однако мы полагаем, данный метод может быть также использован для получения и других 2D-материалов», — отмечает один из авторов работы Александр Хорт.

Ученые выяснили, что полученные ими графен-металлические нанокомпозиты представляют собой тонкую графеновую матрицу, в которой равномерно распределены наноразмерные зерна металлов. Такое сочетание приводит к тому, что нанокомпозит в целом обладает очень высокой удельной поверхностью, доступной для взаимодействия с окружающей атмосферой. При этом каталитические активные зерна металла могут свободно принимать и передавать электрический заряд, ускоряя и усиливая процесс катализа. Это приводит к тому, что полное окисление CO достигается уже при 150 °С. Результаты исследования могут быть использованы для создания эффективных катализаторов процессов химической и металлургической промышленности, что может сделать производство более экологичным.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.