Новый катализатор для очистки воздуха работает при комнатной температуре

Москва, 12:00, 25 Мар 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Исследователи из Токийского столичного университета показали, что новый катализатор из золотых наночастиц на каркасе из металлического оксида, расщепляет аммиачные примеси в воздухе, избирательно превращая их в газообразный азот. Реакция протекает при комнатной температуре.

Ученые успешно определили механизмы в основе этого поведения, открыв путь к другим новым каталитическим материалам. Эффективная работа при комнатной температуре делает структуру пригодной для внедрения в бытовые системы очистки воздуха, сообщает eurekalert.org. Исследование описано в журнале ACS Catalysis.

Концентрированный аммиак опасен для здоровья. По американским нормам охраны труда, уровень вещества в рабочем помещении не может превышать 50 частиц на миллион. Учитывая распространенность аммиака в промышленности и природе, необходимы эффективные меры для его удаления из воздуха в здании.

Материалы, наподобие ядра автомобильных каталитических конвертеров, могут помочь решить проблему. В отличие от фильтров, они преобразуют аммиак в безвредные продукты, вроде азотного газа и воды. Однако, большинство существующих катализаторов работают только при температурах свыше 200°С, что снижает их эффективность и не позволяет использовать в бытовых системах.

Команда профессора Тору Мураямы разработала структуру из золотых наночастиц на каркасе из оксида ниобия. Она действует как каталитический фильтр при комнатной температуре, превращая почти весь аммиак в воздухе в N2 и воду без побочного выделения оксида азота. Исследователи объединились с промышленными партнерами из NBC Meshtec Inc. для создания рабочего прототипа. Фильтр, обеспечивающий селективное каталитическое окисление, уже используется для восстановления загрязненных аммиаком газов до неопределяемых уровней.

Ученые также определили механизм в основе процесса. Они показали, важность роли золотых наночастиц и материала каркаса. Опыты продемонстрировали, что химические участки, известные как кислотные центры Брёнстеда, на оксиде ниобия влияли на селективность материала. Команда надеется, что общие принципы дизайна помогут модифицировать существующие и создать новые каталитические материалы.