Замена катализатора сделала токсичное производство экологичным

Разбавленную водой перекись водорода используют для дезинфекции и заживления ран.

Еще ее широко применяют в промышленности в качестве экологически чистого окислителя для удаления примесей из полупроводников, обработки отходов и т.д.

Перекись водорода получают путем последовательной гидратации и окисления антрахинона. Однако этот процесс имеет два серьезных минуса: он довольно энергоемкий, а сам антрахинон весьма токсичен.

В качестве альтернативы технологи предложили прямой синтез перекиси водорода из водорода и кислорода с применением палладиевого катализатора. Однако коммерциализация этой технологии связана с трудностями, поскольку в процессе синтеза воды образуется больше, чем перекиси водорода — 60% к 40% соответственно.

И вот корейские ученые из Корейского института науки и техники и Корейского университета с помощью компьютерного моделирования разработали новый катализатор из сплава платины и золота. Он повышает эффективность синтеза до 95% (всего 5% воды).

Гомогенное смешивание платины и золота разработку легированного катализатора усложняет, однако ученым удалось успешно синтезировать наночастицы сплавов путем принудительного восстановления прекурсоров драгоценных металлов. Этот же метод позволяет контролировать количество частиц металла буквально поштучно.

Итак, перекись водорода можно производить без использования сложного оборудования, впрыскивая водород и кислород в водный раствор с использованием катализатора. В отличие от палладиевого предшественника новинка дает 95% эффективность даже при температуре 10 градусов по Цельсию и давлении в одну атмосферу. Кроме того, благодаря структурной стабильности катализатора реакция может длиться до 8 часов.

С помощью компьютерного моделирования ученые разработали четкую кристаллическую структуру наночастиц сплава платины и золота. И механизм каталитической реакции на атомном уровне анализировали на компьютерной модели, благодаря чему объяснили причину роста каталитических характеристик при получении перекиси водорода с увеличением содержания золота.

— Важно, чтобы новый катализатор обеспечивал экологически чистый процесс получения перекиси водорода, без ограничений для производственных площадок.

Его внедрение ускорит коммерциализацию прямого синтеза, а компьютерное моделирование поможет сократить время и стоимость разработки новых катализаторов, заключил Санг Су Хан из Корейского института науки и техники.

Результаты опубликованы в издании Acta Materialia.

16.02.2021


Подписаться в Telegram



Экология

LinUni: Опасные оранжевые почвы угрожают экосистеме больше, чем когда-либо
LinUni: Опасные оранжевые почвы угрожают экосистеме больше, чем когда-либо

Кислые сульфатные почвы имеют оранжевый оттено...

ТПУ: биомасса в топливе повышает его эффективность на 12%
ТПУ: биомасса в топливе повышает его эффективность на 12%

Новый вид шламового биотоплива разработал...

MPB: Космические спутники помогут искать пластиковый мусор на пляжах
MPB: Космические спутники помогут искать пластиковый мусор на пляжах

Новый метод обнаружения пластикового мусора на...

Science: Лесная растительность в Европе мигрирует на запад на 3,56 км ежегодно
Science: Лесная растительность в Европе мигрирует на запад на 3,56 км ежегодно

Многие виды европейских лесных растений переме...

STE: Ученые нашли нанопластик в тканях новорожденных
STE: Ученые нашли нанопластик в тканях новорожденных

Даже новорожденные грызуны могут столкнуться с...

Продовольственная система разрушена, и у нас осталось всего 60 урожаев
Продовольственная система разрушена, и у нас осталось всего 60 урожаев

Защитники окружающей среды, исследователи, фер...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Health Communication: Как правильно общаться с людьми с диагнозом Альцгеймера
Health Communication: Как правильно общаться с людьми с диагнозом Альцгеймера
Zoolinnean: Ученые открыли новый вид геккона со сросшимися костями
Zoolinnean: Ученые открыли новый вид геккона со сросшимися костями
Phys.org: Космический мусор защитит будущие миссии на Луну и Марс от радиации
Phys.org: Космический мусор защитит будущие миссии на Луну и Марс от радиации
Current Biology: Ученые придумали, как отпугивать акул от серфингистов
Current Biology: Ученые придумали, как отпугивать акул от серфингистов
Школьники создали для музея бота-проводника по коммуналкам и книгам Булгакова
Школьники создали для музея бота-проводника по коммуналкам и книгам Булгакова
Plant Phenomics: Как технологии помогают фермерам сохранить урожай риса
Plant Phenomics: Как технологии помогают фермерам сохранить урожай риса
Мордовские ученые создали бетон нового поколения
Мордовские ученые создали бетон нового поколения
PeerJ: Выяснилось, как хищники справляются, когда остаются без зубов
PeerJ: Выяснилось, как хищники справляются, когда остаются без зубов
Челябинские ученые сделают коммунальные машины автономными
Челябинские ученые сделают коммунальные машины автономными
Исследование Т-клеток в лечении опухолей открывает новую силу иммунотерапии
Исследование Т-клеток в лечении опухолей открывает новую силу иммунотерапии
Current Biology: Анализ ДНК опроверг прежние данные о погибших в Помпеях
Current Biology: Анализ ДНК опроверг прежние данные о погибших в Помпеях
Cell: Открыт новый вероятный маркер старения организма
Cell: Открыт новый вероятный маркер старения организма
МФТИ: Линзы тоньше волоса ускорят диагностику болезней на дому
МФТИ: Линзы тоньше волоса ускорят диагностику болезней на дому
В МГУ увеличили эффективность противогрибковых препаратов в 5000 раз
В МГУ увеличили эффективность противогрибковых препаратов в 5000 раз
Искусственные рецепторы на основе ДНК коронавируса открывают новые возможности
Искусственные рецепторы на основе ДНК коронавируса открывают новые возможности

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
На старт! Внимание! MITEX!
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
Пять полезных функций смартфона, про которые редко вспоминают
Школьных учителей приобщат в современной науке