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: Телеграм | Дзен | Вконтакте


Экология

Ученые обнаружили самую сильную солнечную бурю в истории
Ученые обнаружили самую сильную солнечную бурю в истории

Ученые обнаружили самую мощную солнечную бурю ...

Гранулы-ловушки: как пористые бусины вытягивают радиацию из воды
Гранулы-ловушки: как пористые бусины вытягивают радиацию из воды

Команды Тяньцзиньского педагогического универс...

Ученые создали ИИ-модель толщины всех ледников Земли
Ученые создали ИИ-модель толщины всех ледников Земли

Группа исследователей под руководством Ни...

Двуликий CO₂: из угрозы в ресурс за 2000 часов
Двуликий CO₂: из угрозы в ресурс за 2000 часов

Все знают, что выбросы CO₂ — б...

Ученые пробурили ледник в Антарктиде и нашли реку с креветками
Ученые пробурили ледник в Антарктиде и нашли реку с креветками

Осенью 2021 года международная команда исследо...

NOx не пройдет: новый катализатор выдерживает адский жар
NOx не пройдет: новый катализатор выдерживает адский жар

Дизельные двигатели — главные винов...

Ученые предложили предсказывать наводнение с помощью уличных камер
Ученые предложили предсказывать наводнение с помощью уличных камер

Оценивать количество осадков критически важно&...

Ученые нашли материал, который ловит CO₂ даже во влажном воздухе
Ученые нашли материал, который ловит CO₂ даже во влажном воздухе

Ученые ищут новые способы улавливать углекислы...

Гриб, который заменит пластик: мицелий стал материалом будущего
Гриб, который заменит пластик: мицелий стал материалом будущего

Современная наука о материалах ищет спосо...

Город в термосе: как охладить асфальт и укротить ливни
Город в термосе: как охладить асфальт и укротить ливни

Летом в городе невыносимо: духота, липкий...

Создан язык, который вытаскивает токсины из цифрового шума
Создан язык, который вытаскивает токсины из цифрового шума

Биологи и химики получили новый инструмен...

Что вреднее — грязная вода или дым от печи
Что вреднее — грязная вода или дым от печи

Во многих уголках мира люди не имеют дост...

Вода из воздуха: как губка из дерева спасает от жажды
Вода из воздуха: как губка из дерева спасает от жажды

Инженеры из Австралии и Китая создал...

Разобрать на атомы: составлен новый рецепт уничтожения ПФАС
Разобрать на атомы: составлен новый рецепт уничтожения ПФАС

Группа ученых из Университета Райса, Унив...

Ученые раскрыли, как атмосфера управляет муссонами
Ученые раскрыли, как атмосфера управляет муссонами

Дожди в муссонных регионах приходят весно...

10% самых богатых людей ответственны за две трети глобального потепления
10% самых богатых людей ответственны за две трети глобального потепления

Богатые люди оставляют больший углеродный след...

Ученые сделали целлюлозу из коровьего навоза
Ученые сделали целлюлозу из коровьего навоза

Ученые придумали, как делать полезные мат

Солнечный свет помогает ученым лучше понять Землю
Солнечный свет помогает ученым лучше понять Землю

Когда Солнце, Земля и солнечный свет выст...

Тайна бархатных червей: почему их слизь — идеальный материал
Тайна бархатных червей: почему их слизь — идеальный материал

Ученые из Университета Макгилла выяснили,...

Изменение климата снижает урожаи пшеницы и кукурузы
Изменение климата снижает урожаи пшеницы и кукурузы

Исследование Стэнфорда показало: из-за участив...

Поиск на сайте

ТОП - Новости мира, инновации

СДВГ и вес: почему одни города добавляют килограммы, а другие сжигают
СДВГ и вес: почему одни города добавляют килограммы, а другие сжигают
Природа знает толк в геометрии: раскрыт секрет формы лепестков роз
Природа знает толк в геометрии: раскрыт секрет формы лепестков роз
Ученые нашли причину мозгового тумана после ковида
Ученые нашли причину мозгового тумана после ковида
Прибор размером с микроволновку раскроет секреты спутника Юпитера
Прибор размером с микроволновку раскроет секреты спутника Юпитера
Рыжий код: как ген кошачьего окраса десятилетиями водил ученых за нос
Рыжий код: как ген кошачьего окраса десятилетиями водил ученых за нос
Nature Communications: Нагрев улучшил свойства пьезоэлектриков в 8 раз
Nature Communications: Нагрев улучшил свойства пьезоэлектриков в 8 раз
Ученые выяснили, почему звезды в соседней галактике движутся вразнобой
Ученые выяснили, почему звезды в соседней галактике движутся вразнобой
Ученые выяснили, как в Средние века относились к инвалидам
Ученые выяснили, как в Средние века относились к инвалидам
Заповедники не спасут: почему природа теряет виды вдали от городов
Заповедники не спасут: почему природа теряет виды вдали от городов
Новая система снимает быстрое вращение без размытия в кадре
Новая система снимает быстрое вращение без размытия в кадре

Новости компаний, релизы

Как Камчатский университет развивает науку: новые лаборатории и открытия
От школьных проектов до заводских решений: чем живет нефтехимия в Нижнекамске
Бактерии против грибов: как наука защищает картофель без химии
Овцы вместо мышей: как ученые нашли новый способ тестировать материалы для зубов
Пробирки, зелень и взрывы: фестиваль для тех, кто любит науку