Группа ученых лаборатории каталитических исследований химического факультета ТГУ в рамках проекта, поддержанного РНФ, создала новый полифункциональный материал, сочетающий свойства сорбента и катализатора. Разработка химиков поможет решать экологические проблемы: новый катализатор способен улавливать и нейтрализовывать толуол, бензол, метанол и другие опасные вещества промышленных сбросов и выхлопных газов автотранспорта. Фундаментальные основы создания катализаторов для улучшения экологии ученые представили в обзорной статье, которую опубликовал один из самых престижных мировых журналов в области катализа Applied Catalysis B: Environmental (Q1).

_
В статье мы проводим системный анализ последних исследований в области создания и применения PtCeO2-композитов, – говорит старший научный сотрудник ЛКИ ХФ ТГУ Михаил Салаев. – Взаимодополняющие свойства частиц платины и оксида церия позволяют использовать эти материалы и в экологическом катализе, например, в реакциях нейтрализации широкого ряда легколетучих органических соединений, сажи, нитроароматики, а также для утилизации углекислого газа и фотокаталитических процессов.

На основе фундаментальных данных в рамках проекта РНФ, направленного на разработку катализаторов на основе наночастиц серебра, платины и оксида церия, химики ЛКИ создали новый материал. Ученым удалось подобрать комбинацию Ag-CeO2/SBA-15 (оксид кремния с упорядоченной структурой), которая не содержит дорогостоящих металлов, но при этом позволяет решать проблему улавливания и последующей нейтрализации вредных веществ намного эффективнее. Эти конкурентные преимущества расширяют возможности использования нового материала для решения проблемы выброса вредных веществ в воздух.

– Особенно актуальна эта проблема при так называемом «холодном старте» двигателя автомобиля, когда в окружающую среду выделяется наибольшее количество опасных веществ, – объясняет руководитель проекта, старший научный сотрудник ЛКИ Григорий Мамонтов. – Наш материал позволяет улавливать эти соединения при температуре окружающей среды, а затем нейтрализовать до безопасных веществ при последующем прогреве каталитического блока автомобиля до 150–250 °C. Этот подход может быть использован и для очистки промышленных сбросовых газов от летучих органических соединений. Катализаторы, разрабатываемые в ходе фундаментальных исследований, можно будет адаптировать под конкретную практическую задачу по очистке воздуха.

Стоит отметить, что грязный воздух все чаще приводит к развитию респираторных, инфекционных, сердечно-сосудистых заболеваний и многих других патологий у детей и взрослых. Использование новых технологий и продуктов, создаваемых учеными, способно значительно уменьшить его негативное влияние на окружающую среду и здоровье человека.

Добавим, что химики ТГУ создают катализаторы для самых разных целей. Например, в настоящее время на ХФ идет работа над созданием нового класса каталитических материалов – фотокатализаторов, использующих солнечный свет. Их применение выгодно экономически, поскольку не требует высоких температур и давления. Фотокатализаторы могут стать основой для разработки новых подходов в энергосберегающей и экологически безопасной энергетике, переработке углеводородного сырья в ценные органические соединения, необходимые для химической, фармацевтической, пищевой и других отраслей промышленности.

Елена Фриц
Фото предоставлено ЛКИ