С помощью разработанного катализатора можно удалять из воздуха еще и частицы различных красителей
ТАСС, 12 ноября. Российские химики создали дешевый катализатор на основе графена, с помощью которого можно очищать воздух от следов угарного газа или ускорять промышленные реакции, связанные с использованием этого вещества. Статью с результатами работы опубликовал научный журнал Scientific Reports, кратко об этом пишет пресс-служба НИТУ «МИСиС».
«Мы научились синтезировать композитные двумерные структуры на основе графена, однако мы полагаем, что этот метод пригоден для получения и других материалов», — прокомментировал результаты работы один из ее авторов, сотрудник НИТУ «МИСиС» Александр Хорт.
Угарный газ (CO) — это смертельно опасное для человека и большинства других многоклеточных вещество без цвета, запаха и вкуса. Когда человек вдыхает этот газ, тот попадает в кровь, где связывается с молекулами гемоглобина и нейтрализует их. Поскольку они отвечают за снабжение организма кислородом, отравление угарным газом может грозить смертью.
CO широко используют в разных областях промышленности: например, в химической — как сырье для производства органических веществ, кроме того, его применяют в пищевой отрасли, медицине и металлургии. Из-за опасности этого газа на предприятиях нужно создавать системы очистки воздуха от любых заметных следов CO.
Двумерный ускоритель реакций
Экспериментируя со веществами, которые состоят из графена и различных металлов, Хорт и его коллеги создали дешевый катализатор, который может решать эту задачу. Подобные многослойные комбинации привлекают внимание химиков из-за того, что в некоторых случаях не уступают по своим свойствам дорогостоящим катализаторам на основе платины и золота.
Ученые упростили процедуру производства подобных графеновых катализаторов, а также приспособили их для работы с угарным газом. Для этого они использовали так называемый метод горения в растворах. При его использовании химики подбирают исходные компоненты для синтеза катализатора таким образом, что при их нагреве и горении образуются наночастицы, в составе которых находится как графен, так и нанозерна металлов.
Химики подготовили раствор из лимонной кислоты, нитратов никеля и меди и быстро высушили его. В результате получилась легко горящая пенообразная структура, которую поставили в печь, разогретую до 600 °С. При попадании в такие условия смесь сгорает, в результате чего образуется много наночастиц, которые представляют собой листы графена, покрытые микроскопическими зернами меди и никеля.
Дальнейшие опыты показали, что подобные структуры очень активно взаимодействуют с угарным газом, а также с некоторыми органическими красителями, заставляя их соединяться с молекулами кислорода в воздухе при значительно более низких температурах, чем уже существующие катализаторы такого рода.
Исследователи отмечают, что эти наночастицы можно использовать как для очистки воздуха от угарного газа, так и для ускорения различных реакций в химической и металлургической промышленности. Вдобавок это можно использовать для создания других графеновых катализаторов, которые могут взаимодействовать с иными классами веществ, что значительно расширит его применение на практике уже в ближайшие годы.
