Сделано Русскими
Лента новостей
Лента новостей
Сегодня
Политика
Общество
Бизнес
Культура
Сделано Русскими
Личные связи
О проекте
Редакция
Контакты
Размещение рекламы
Использование материалов
Поддержать проект
Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77 – 65733 выдано Роскомнадзором 20.05.2016.
В России признаны экстремистскими и запрещены организации «Национал-большевистская партия», «Свидетели Иеговы», «Армия воли народа», «Русский общенациональный союз», «Движение против нелегальной иммиграции», «Правый сектор», УНА-УНСО, УПА, «Тризуб им. Степана Бандеры», «Мизантропик дивижн», «Меджлис крымскотатарского народа», движение «Артподготовка», общероссийская политическая партия «Воля». Признаны террористическими и запрещены: «Движение Талибан», «Имарат Кавказ», «Исламское государство» (ИГ, ИГИЛ), Джебхад-ан-Нусра, «АУМ Синрике», «Братья-мусульмане», «Аль-Каида в странах исламского Магриба».
Новости Сделано Русскими
Русская планета
Сделано Русскими

Российские ученые делают новые шаги в борьбе с отравлением экологии

Усовершенствован синтез катализаторов для «обезвреживания» угарного газа
Дмитрий Степнов
15 ноября, 2020 15:59
1 мин
Угарный газ
Фото: МИСиС

Ученые НИТУ «МИСиС» в сотрудничестве с коллегами из Швеции и Беларуси разработали метод простого одностадийного синтеза катализаторов для окисления угарного газа CO, крайне токсичного вещества, являющегося побочным продуктом горения топлива и ряда промышленных процессов.

Катализаторы представляют собой графен-металлические композиты, активно реагирующие с окружающей атмосферой, и в кратчайшие сроки «обезвреживающие» CO.

Результаты работы были опубликованы в журналах Inorganic Chemistry и Nature Scientific Reports.

Чистый графен и его аналоги являются одними из лучших катализаторов для активации большого числа лабораторных и промышленных процессов. Повышение каталитической активности графеновых материалов может быть достигнуто за счет их модификации – введения в структуру или на поверхность наноразмерных зерен каталитически активных металлов, таких как медь и никель. Такого рода катализаторы можно использовать, например, для окисления CO (более известен как «угарный газ», образуется при неполном окислении углеродсодержащего компонентов или топлива во многих промышленных и бытовых процессах – легировании стали, сжигании топлива и бытового газа).

При этом, как правило, синтез подобных композиций довольно сложен, требует длительного времени, использования дорогостоящего оборудования, сложных технологических операций. Эти факторы делают синтез графен-металлических нанокомпозитов довольно дорогим и трудоемким процессом. При этом угарный газ либо выбрасывается, либо доокисляется при высоких температурах с использованием других известных катализаторов.

Ученые НИТУ «МИСиС», Королевского Технологического Университета (KTH) Швеции и института Общей и неорганической химии НАН Беларуси разработали новый простой одностадийный метод получения графен-металлических нанокомпозиций. В основу подхода лег метод горения в растворах (solution combustion synthesis, SCS).

Главной особенностью метода является подбор исходных компонентов так, чтобы при их нагреве до определенной критической температуры начиналась экзотермическая реакция горения – реакция с выделением большого количества тепла, позволяющая очень быстро разогреть смесь компонентов. Такой метод синтеза может быть осуществлен в считанные минуты. При этом за счет правильного подбора компонентов и их однородного смешение в растворе можно получать очень широкий спектр наноматериалов с необычными 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», – комментирует один из авторов работы, к.т.н., ведущий эксперт НИЦ «Конструкционные Керамические Наноматериалы» НИТУ МИСиС и исследователь на кафедре «Коррозии и поверхностных явлений» Королевского Технологического Университета (Швеция) Александр Хорт

Авторы исследования установили, что полученные ими графен-металлические нанокомпозиты по сути являются тонкой графеновой матрицей, 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 (против 180-200 °С у аналогов).

Результаты исследования могут быть использованы для создания эффективных катализаторов процессов химической и металлургической промышленности, что может сделать производство более экологичным. Кроме того, дальнейшее исследование возможностей метода синтеза является потенциальным ключом для создания ряда иных, помимо графена, 2D-наноматериалов.

темы
ПОДДЕРЖАТЬ ПРОЕКТ
1 мин
Лень сёрфить новости? Подпишись и БУДЬ В КУРСЕ