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

Ученые выяснили, как получить менее липкий лед
Ученые выяснили, как получить менее липкий лед

Готовясь к зиме многие американцы столкну...

Механические устройства для очистки водоемов от пластика ненадежны
Механические устройства для очистки водоемов от пластика ненадежны

Международная группа ученых предостерегла от&n...

Science: Открытие белков-диригентов позволит вывести неприхотливые культуры
Science: Открытие белков-диригентов позволит вывести неприхотливые культуры

Исследователи обнаружили белок, который уплотн...

«Тунберг это не понравится, но счастливые свинки важнее климата»
«Тунберг это не понравится, но счастливые свинки важнее климата»

Производство свинины вызывает обеспокоенность ...

В организмах и жилищах людей найдены пагубные химикаты
В организмах и жилищах людей найдены пагубные химикаты

Пер- и полифторалкильные вещества, PFAS, ...

Бауманку ждет зеленое будущее
Бауманку ждет зеленое будущее

Экспертный совет стратегического проекта Bauma...

А не вырубить ли нам все дубы на планете?
А не вырубить ли нам все дубы на планете?

Это простой вопрос, и звучит довольно скр...

VIRGINIA TECH: Найден новый способ модификации сельскохозяйственных культур
VIRGINIA TECH: Найден новый способ модификации сельскохозяйственных культур

Модификация сельскохозяйственных культур просл...

Микропластик нашли в закрытой для посещения системе пещер штата Миссури
Микропластик нашли в закрытой для посещения системе пещер штата Миссури

В двух недавних работах исследователи Универси...

FASE Journal: Китайский профессор предлагает новый метод модернизации биогаза
FASE Journal: Китайский профессор предлагает новый метод модернизации биогаза

Биогаз обычно производится путем анаэробного с...

Ученые создали микроорганизм, который расщепляет пластик в океане
Ученые создали микроорганизм, который расщепляет пластик в океане

Исследователи генетически сконструировали морс...

Углекислый газ из зданий может стать новым источником метанола
Углекислый газ из зданий может стать новым источником метанола

Исследователи из Университета Западной Ви...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Ученые нашли критическую точку, в которой информация важна для выживания
Ученые нашли критическую точку, в которой информация важна для выживания
Как сделать робота умнее? Запрограммируйте его на познание неизведанного
Как сделать робота умнее? Запрограммируйте его на познание неизведанного
BMJ Open: 6+ часов малоподвижного отдыха связаны с удвоением риска фибромиомы
BMJ Open: 6+ часов малоподвижного отдыха связаны с удвоением риска фибромиомы
Скорость ходьбы 4+ км/час связана со значительным снижением риска диабета 2 типа
Скорость ходьбы 4+ км/час связана со значительным снижением риска диабета 2 типа
ACS Sensors: Анализ слюны сделают пригодным для домашнего использования
ACS Sensors: Анализ слюны сделают пригодным для домашнего использования
Новый материал может выполнять различные задачи в зависимости от температуры
Новый материал может выполнять различные задачи в зависимости от температуры
Ученые выяснили, как получить менее липкий лед
Ученые выяснили, как получить менее липкий лед
Создан материал, который подавляет инфекцию и ускоряет заживление костей
Создан материал, который подавляет инфекцию и ускоряет заживление костей
Nature CE&E: Подсечно-огневое земледелие может увеличить биоразнообразие лесов
Nature CE&E: Подсечно-огневое земледелие может увеличить биоразнообразие лесов
Ветряки и солнечные панели можно окупать с помощью майнинга биткоинов
Ветряки и солнечные панели можно окупать с помощью майнинга биткоинов
JMF: Завели ребенка — общайтесь ради него друг с другом, даже если вы не пара
JMF: Завели ребенка — общайтесь ради него друг с другом, даже если вы не пара
Создана платформа, решающая ключевые проблемы адресной доставки лекарств
Создана платформа, решающая ключевые проблемы адресной доставки лекарств
JRSI: Ученый усомнился в способности пчел согреваться в улье зимой
JRSI: Ученый усомнился в способности пчел согреваться в улье зимой
Скидки на овощи и низкокалорийные напитки приводят к увеличению их потребления
Скидки на овощи и низкокалорийные напитки приводят к увеличению их потребления
Лечение стволовыми клетками контролирует уровень сахара крови у людей с диабетом
Лечение стволовыми клетками контролирует уровень сахара крови у людей с диабетом

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса