Разработан новый одноатомный катализатор для преобразования углекислого газа

Москва, 12:05, 25 Янв 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Специалисты Даляньского института химической физики при Китайской академии наук разработали стратегию рационального дизайна одноатомных катализаторов (ОАК).

Подобные структуры с атомарно распределенными активными металлическими центрами, являются чем-то средним между гетерогенными и гомогенными катализаторами. Следовательно, понимание прототипа последнего типа позволяет разработать ОАК и способы его применения, сообщает eurekalert.org. Специалисты ДИХФ предложили новую стратегию для рационального создания таких структур. Метод включает получение одноатомных активных центров на основе тождественных гомогенных прототипов. Он обеспечивает стабильность продукта и сохранение каталитических свойств.

Команда профессора Чжана Тао показала работоспособность концепции на примере иридиевого катализатора для превращения CO₂ в формиат. Основание ОАК напоминает лиганды мономолекулярных металлических комплексов гомогенных продуктов. Поверхностная атомная структура ведет себя как с одноатомными активными центрами как хелатирующий агент. Последние представляют собой органические комплексы, способные связывать ионы.

Основание включает электронодонорные функциональные группы, имитирующие мономолекулярный клешневидный комплекс иридия. Последний является ключевым фактором в создании ОАК на основе элемента для получения формиата из двуокиси углерода.

Одноатомные активные металлические центры были размещены в пористом органическом полимере с аминопиридиновыми структурами. Материал превращал CO₂ в формиат в нормальных условиях так же эффективно, как обычные каталитические наночастицы. Он показал лучшие результаты гетерогенного преобразования и высокую стабильность при переработке.

Каталитический механизм как у однородного иридиевого катализатора, был получен в квази-гомогенном ОАК на основе элемента. Стратегия создает многообещающую основу для производства эффективных материалов для современных однородных химических преобразований.

Результаты исследования представлены в журнале Chem.