Создан катализатор из отдельных атомов
Москва, 14:10, 04 Сен 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Ученые из Венского технологического университета показали, что помещение металлических атомов на поверхности из оксидов металлов значительно ускоряет реакции.
Исследователи добились многообещающих результатов с атомами иридия, сообщает sciencedaily.com. Выводы проекта представлены в Angewandte Chemie.
Для преобразования выхлопных газов используют твердые катализаторы, вроде платины. Вещество вступает в контакт с металлической поверхностью, реагирующей с его компонентами.
«В процессе участвует только самый верхний слой. Газ никогда не достигает внутренних атомов, — сказал профессор Гарет Паркинсон. – Логичнее сделать катализатор из гранул, а не куска металла. Это увеличивает количество доступных активных атомов, удешевляя систему».
Ученые годами стремились уменьшить каталитические частицы. В лучших сценариях реакции ускоряются отдельными атомами с правильной активностью. Но получить их нелегко.
«При размещении на поверхностях из металлического оксида, атомы стремятся собраться вместе, формируя наночастицы», — объяснил Паркинсон.
Альтернативное решение – заключить активные компоненты в молекулу, правильно выбирая соседей. При растворении емкости с реактантом в жидкости, запускается нужный процесс.
Оба варианта имеют плюсы и минусы. Твердые металлические катализаторы производительнее, могут использоваться непрерывно. Свойства жидкостей проще настраивать. Но продукт и катализатор все равно нужно разделять. Команда Паркинсона объединила плюсы решений.
«Мы годами разрабатывали поверхности из металлических оксидов, контролируя процесс под микроскопом, — сказал специалист. – Теперь мы, одна из немногих лабораторий, способных внедрять металлические атомы в твердые поверхности».
Как в жидкостях, ученые смогли выбирать соседние атомы, создавая оптимальные с химической точки зрения комбинации. Поверхностная физика позволила внедрить из в оксид железа. Структура позволяет, например, превращать СО в СО2.
«Мы впервые полностью контролируем атомные свойства поверхности», — сказал Паркинсон.
