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

NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата

Виноград, выращиваемый для производства в...

Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии

Исследователи из Токийского столичного ун...

Лаборатория Sandia нашла новые подсказки о потеплении в Арктике
Лаборатория Sandia нашла новые подсказки о потеплении в Арктике

Арктика, ледяная корона Земли, переживает клим...

EHP: Изменение климата может повлиять на вес детей при рождении
EHP: Изменение климата может повлиять на вес детей при рождении

Изменение климата может представлять большую о...

Natural Hazards: Смешанные леса защищают от цунами лучше монокультурных
Natural Hazards: Смешанные леса защищают от цунами лучше монокультурных

Прибрежные леса в Японии преимущественно ...

PTRSB: Эволюция может помешать людям решить проблему изменения климата
PTRSB: Эволюция может помешать людям решить проблему изменения климата

Центральные особенности эволюции человека могу...

Ртуть в тропиках — скрытая опасность
Ртуть в тропиках — скрытая опасность

Неоново-зеленые капюшоны, бирюзовые брюшки, на...

Открыт 3D-материал, способный расщеплять стойкий загрязнитель водоемов
Открыт 3D-материал, способный расщеплять стойкий загрязнитель водоемов

Бразильские исследователи протестировали фоток...

Physics of Fluids: Снежинки помогут ученым составлять прогноз погоды
Physics of Fluids: Снежинки помогут ученым составлять прогноз погоды

В ходе исследования, которое может улучшить пр...

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...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом

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