Японські вчені створили каталізатор із рекордним вмістом рутенію для переробки CO₂
Дослідники з Японії розробили метод, який дозволяє вмістити до 11% рутенію в одновимірному каталізаторі замість звичних 2%.
Дослідники з Університету Тохоку спільно з колегами з університетів Цукуби, Кіото та Осаки створили новий тип одновимірного каталізатора з рутенієм, який містить до 11% цього металу за вагою. Це значно більше за типові 2% для звичайних одновимірних рутенієвих каталізаторів, повідомляє Phys.org із посиланням на публікацію в журналі Angewandte Chemie International Edition.
Рутеній є цінним, але рідкісним і дорогим металом, який використовують у каталізаторах для пришвидшення хімічних реакцій. Окремі атоми замість великих частинок дають змогу більшій кількості металу брати участь у реакції. Однак за високої концентрації атоми рутенію злипаються, що знижує ефективність.
Щоб розв'язати цю проблему, команда під керівництвом доцента Такехару Йоші з Інституту передових матеріалів (WPI-AIMR) розробила молекули з гнучкішою структурою, ніж у попередніх методах. Це дало змогу краще утримувати окремі атоми рутенію на місці. Після нагрівання цих молекул дослідники отримали впорядкований пористий вуглецевий матеріал із рекордним вмістом металу.
Під час випробувань каталізатор перетворив вуглекислий газ на мурашину кислоту з селективністю понад 99%. Тобто побічних продуктів майже не було. Навіть після багаторазового використання каталізатор працював так само добре, без ознак злипання атомів металу чи пошкодження вуглецевої структури.
За словами дослідників, цей метод допоможе створювати ефективніші каталізатори й розумніше витрачати обмежені ресурси металів. Далі команда планує перевірити, чи працює такий самий підхід для інших дорогоцінних металів, зокрема платини, паладію та іридію.
Джерела
- Phys.org: A new way to make better use of ruthenium in single-atom catalysts
Фото: jarmoluk, Pixabay (Pixabay Content License)