Ученые разгадали механизм нейтрализации оксидов азота из дыма

Москва, 10:32, 24 Окт 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Исследователи из Университета Лихая разгадали 40-летнюю загадку – как катализатор нейтрализует оксиды азота из выбросов электростанций.

Ученые десятилетиями знали, что катализаторы ускоряют реакции, расщепляющие вредные промышленные выбросы. Теперь они определили механизм, лежащий в основе процесса, сообщает eurekalert.org. Его обнаружила и описала в Angewandte Chemie команда профессора Израиля Вахса.

«Генерирование энергии требует высоких температур, при которых молекулы азота и кислорода в воздухе разъединяются, — сказал специалист. – Атомы N и O перестраиваются, создавая NO_x – один из худших современных источников загрязнения из-за сложности контроля».

В 70-х гг. 20-го в японцы разработали технологию управления выбросами оксидов за счет их реакции с аммиаком. В результате формируется молекулярный азот и вода. Сегодня выбросы NOx контролируются избирательным каталитическим восстановлением (ИКВ). Для этого часто используют поддерживаемый окисью титана оксид ванадия. Теперь исследователи объяснили принцип работы материала.

Ученые знали, что присутствующий в смеси оксид вольфрама термически стабилизирует титановое основание. Вещество повышает активность ванадиевого соединения. Выдвигалось 3 основные теории, объясняющие такое взаимодействие. Команда Вахса использовала спектрометр ядерного магнитного резонанса высокого поля и другие современные системы для проверки каждой.

«Оказалось, что из-за низкой концентрации оксид ванадия существует в виде мономеров, -сказал автор. – Добавив окись вольфрама, мы превратили их в олигомеры или полимеры. Теперь весь ванадий соединен цепочкой или островком на титановом основании. Независимые исследования показали, что олигомеры в 10 раз активнее изолированных участков. То есть, вольфрам действительно меняет структуру материала [третья теория]».

Открытие поможет в разработке катализаторов для ИКВ.

«Зная, что происходит, мы можем отказаться от метода проб и ошибок», — сказал Вахс.