Об этом сообщает пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).
Нанокомпозитный катализатор
- состоит из наночастиц на основе среднеэнтропийного оксида - сплава, содержащего железо, кобальт, никель и медь, - равномерно распределенных на поверхности восстановленного оксида графена;
- превращает углекислый газ в метилбутанол и другие ценные для промышленности спирты и кетоны;
- поможет одновременно замедлить накопление углекислого газа в атмосфере и производить химическое сырье.
Подробности эксперимента
- соли соответствующих металлов растворили в воде, обработали их аммиаком, после чего добавили в смесь стабилизатор и нагрели до 180°C;
- полученный осадок прокалили при 800°C, в результате чего сформировались наночастицы среднеэнтропийного оксида с желаемой кристаллической структурой;
- на заключительном этапе их нанесли на поверхность восстановленного оксида графена;
- поместили катализатор в электродную ячейку - камеру, в которой углекислый газ может быть электрохимически восстановлен до органических соединений;
- углекислый газ непрерывно подавали в такую ячейку для проведения превращения.
- преобразует углекислый газ в органические соединения с высокой эффективностью - 77%;
- остается стабильным и не теряет свою активность в течение как минимум 10 ч. - это говорит о том, что его использование не будет связано с большими затратами на постоянный синтез и частую замену отработавших материалов.
По его словам, такие мягкие условия выгодно отличают разработанную методику от альтернативных подходов к восстановлению углекислого газа, обычно требующих значительных энергетических затрат.
Отмечается, что другие катализаторы, например, на основе серебра и меди, которые используются для такой реакции, обычно приводят к образованию продукта (этилена) с эффективностью ниже 60%.
При этом материал работал с довольно высокой избирательностью: 60% всех полученных в ходе реакции продуктов были представлены всего 2я
соединениями - метилбутанолом и метилбутаноном.
Эти вещества используются в химической промышленности при синтезе фармацевтических препаратов, ароматизаторов и растворителей, поэтому считаются ценным сырьем.
Тезисы А. Остовари Могаддама:
- в дальнейшем мы планируем синтезировать новые высокоэнтропийные наночастицы и использовать их для реакции восстановления углекислого газа с получением ценных продуктов;
- наша цель - еще больше увеличить эффективность и избирательность реакции по получению желаемых продуктов;
- кроме того, мы планируем использовать наши катализаторы для новых применений, связанных с энергетикой, таких как литий-серные и цинково-воздушные аккумуляторные батареи, чтобы повысить производительность и срок службы этих аккумуляторов следующего поколения.
Ранее российские химики в сотрудничестве с китайскими коллегами создали нанокатализатор на базе углерода и индия, преобразующий молекулы СО2 в муравьиную кислоту.
