#катализаторы

Китайские ученые разработали катализатор для электролиза морской воды. Он проработал более 7000 часов, практически не потеряв свою эффективность. Потенциально разработка существенно упростит получение водорода из морской воды.

Ученые из Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ и группы электрохимического наноструктурирования МГУ с коллегами разработали эффективный каталитический датчик водорода на основе платинового микронагревателя и биметаллического катализатора. Результаты этой работы перспективны для создания систем обеспечения безопасности в нефтегазовой отрасли и актуальны в связи с развитием водородной энергетики.

Международная группа исследователей с участием МИЭМ НИУ ВШЭ создала катализатор, который позволяет получать водород из воды быстро и с минимальными затратами. Для этого ученые синтезировали наночастицы сложного оксида из шести металлов и закрепили их на разных подложках. Катализатор на слоях восстановленного графена оказался почти втрое эффективнее по сравнению с тем же оксидом без подложки. Разработка может сделать производство водорода дешевле и приблизить переход к зеленой энергетике.

Для разрыва связи между атомами водорода понадобились золото, титан и ультрафиолетовое излучение. Полученный водород ученые использовали для преобразования углекислого газа в этилен.

Ученые разработали новый метод синтеза нитрида углерода в β-фазе — материала, который по твердости не уступает алмазу и разлагает органические загрязнители под действием света. Подход позволяет получать нитрид углерода при комнатной температуре и не требует сложного оборудования и дорогих реактивов. Синтезированное соединение в 1,5–2 раза быстрее аналогов разлагает органические красители, благодаря чему потенциально может использоваться для очистки воды от загрязняющих веществ.

Ученые синтезировали катализаторы для очистки нефтепродуктов от серосодержащих органических веществ, которые при сгорании топлива в двигателях превращаются во вредные летучие соединения. Новые катализаторы позволили удалить серу из образцов дизельного топлива с эффективностью до 78% при комнатной температуре всего за 15 минут. Работа важна для создания энергоэффективных и безопасных технологий получения качественного и экологичного топлива.

Химики СПбГУ разработали метод проверки стабильности катализаторов, основанных на галогенных и халькогенных связях. С помощью разработки удалось подтвердить, что эти соединения действительно ускоряют химические реакции за счет образования нековалентных связей, а не за счет побочных кислотных примесей. Результаты открывают новые возможности для создания «природоподобных» катализаторов.

Исследовательская группа из Сколтеха и Хакасского государственного университета под руководством лауреата Научной премии Сбера, профессора Сколтеха, доктора физико-математических наук Александра Квашнина, изучила, как наночастицы иридия и палладия могут изменять свойства катализаторов при небольшой деградации и переходе в аморфное состояние.

Пер- и полифторалкильные соединения (ПФАС), или «вечные химикаты», которые много лет не распадаются и способны накапливаться в организме, раньше было невозможно переработать без сильнодействующих химических веществ или высоких температур. Исследователям из Китая удалось расщепить ПФАС на пригодные для вторичной переработки продукты с помощью катализатора и ультрафиолетовой лампы.

Слушатели узнают про уникальные вещества, которые играют ключевую роль в химических процессах.

Слушатели узнают, как катализаторы ускоряют и управляют химическими реакциями.

Химические методы переработки ПЭТ-пластика затратны и требуют высоких температур протекания реакции. Исследователи из Японии и Малайзии нашли способ химически разложить ПЭТ до составляющих при низких температурах, даже если ПЭТ составляет только часть в смесовом материале.

Группа ученых из ИНЭОС РАН, НИУ ВШЭ и МФТИ синтезировала катализаторы, содержащие атом металла рутения и ароматическое кольцо. Ученые выделили зеркальные формы этих катализаторов и исследовали их эффективность для получения гетероциклов, часто встречающихся в структуре лекарственных препаратов.

Утилизация парниковых газов — одно из самых популярных направлений мирового тренда на декарбонизацию, то есть снижения углеродного следа от производства и деятельности человека. Сегодня в реакциях превращения углекислого газа в метан используют в основном дорогие и сложные катализаторы — золото, платину, палладий. Группа ученых из Сколтеха, Института катализа имени Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН и Томского политехнического университета провела эксперимент и подтвердила, что конкуренцию благородным металлам может составить новый фотокатализатор на основе борида вольфрама WB5-x-WB2 и диоксида титана TiO2. Он в разы повышает эффективность химических реакций и значительно дешевле используемых сегодня катализаторов.

Ученые показали, что стабильность порфиринов — соединений, использующихся при лечении онкологических заболеваний, — зависит от выбранного растворителя. Так, скорость распада порфиринов может различаться в 64 раза. Также стабильность этих соединений можно повысить почти в 500 раз, добавив группы атомов, которые препятствуют разрушению порфиринов. Полученные данные позволят синтезировать высокоактивные катализаторы, широко использующиеся в медицине и борьбе с химическим загрязнением.

Ученые синтезировали соединение, которое ускоряет химическую реакцию, лежащую в основе получения электроэнергии в экологически чистых топливных элементах. В состав разработанного катализатора входят железо и марганец. Эти металлы доступны и нетоксичны, поэтому полученное вещество может стать хорошей альтернативой широко применяемым сегодня платиновым катализаторам.

Группа ученых химического факультета ЮФУ выявила причины того, почему некоторые электрокатализаторы деградируют и предложила методические рекомендации для тестирования их устойчивости. По словам специалистов, именно их структурно-морфологические особенности и устойчивость к деградации крайне важны для долгой эксплуатации топливных элементов.

Ученые ЮФУ совершили прорыв в разработке и понимании механизмов действия новых экологичных нанокатализаторов. Примечательной чертой новой технологии является использование одноатомных катализаторов в нанопористых носителях, что позволило достичь экономности и экологичности процессов. Разработка играет важную роль в производстве перспективных химических продуктов для экономики России, и может быть применена в целом ряде областей химической промышленности.

Исследователи ФИЦ «Институт катализа СО РАН» оптимизировали экологически чистую технологию сжигания топлива в кипящем слое катализатора. Добавление к сырью биомассы позволило снизить выбросы парниковых газов на 30-40 процентов и довести степень выгорания топлива практически до ста процентов.

Ученые Санкт-Петербургского университета выяснили, что для использования промышленных органических катализаторов нового поколения, отличающихся эффективностью и экологичностью, важнейшим фактором является среда, в которой они работают. Так, оказалось, что многие широко используемые в химии растворители заметно снижают активность органокатализаторов, поэтому выбор правильного растворителя играет ключевую роль.

Исследователи Южного федерального университета получили новые наноразмерные катализаторы, способные получать «зеленый водород» путем расщепления воды в присутствии солнечного света. Такие возможности стали доступны благодаря уникальным сферическим наночастицам с полым ядром и оболочкой в составе катализаторов, эффективно улавливающие падающий солнечный свет и снижающие скорость рекомбинации фотогенерированных носителей заряда.

В результате сотрудничества коллектива ученых из Института катализа имени Г.К. Борескова СО РАН, Новосибирского государственного технического университета и Центра наноматериаловедения Кольского научного центра удалось совершенно по новому взглянуть на свойства, казалось бы, уже хорошо изученного синтетического аналога редких минералов Хибин группы линтисита (условные названия синтетических аналогов — АМ-4 и SL3).

Исследования коллектива лаборатории «Наноструктурные материалы для электрохимической энергетики» Химического факультета ЮФУ направлены на разработку нового «зеленого» метода синтеза высокоэффективных катализаторов для топливных элементов без использования агрессивных химических реагентов и отсутствия отходов в процессе производства.

Проект исследователей Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» позволит проводить экологический мониторинг состояния атмосферы и медицинской диагностикой на основе анализа состава выдыхаемого воздуха.

Проведенное исследование посвящено созданию наноструктурных биметаллических катализаторов, существенно превосходящих платиноуглеродные аналоги по активности в реакции электровосстановления кислорода (РВК). В работе установлено, что значение диапазона потенциалов, в котором производится вольтамперометрическая активация электродов, оказывает существенное влияние на активность катализаторов в РВК.

Совместное исследование, проведенное учеными Южного федерального университета и Института катализа имени Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН позволило совместить оригинальный подход получения биметаллических наночастиц и использование модифицированного углеродного носителя для создания наноструктурных материалов с улучшенными характеристиками.

Сложность лечения многих заболеваний, например, рака, заключается в том что медики не всегда знают, как доставить лекарство к нужному месту в организме. Эту проблему могут помочь решить микророботы — крошечные «кораблики», которые доставят лекарство, проплыв по сосудам человека. Построить «судно» размером в несколько микрометров — миллионных долей метра — очень сложно, но команде ученых из Нидерландов удалось напечатать такие микроскопические структуры на 3D-принтере и даже научить их «плавать».

Исследователи Сколтеха и их коллеги из Китая и Германии представили новый алгоритм для поиска катализаторов на основе одноатомных сплавов (SAAC). С помощью нового алгоритма уже удалось найти более 200 потенциальных катализаторов. В результатах исследования фактически содержится готовый «рецепт» для быстрого поиска оптимальных SAAC различного назначения.

Коллектив Международного исследовательского института интеллектуальных материалов провел пятидневный эксперимент на синхротроне в Гренобле в рамках Российско-Бельгийского гранта РНФ. Исследования направлены на разработку и диагностику новых эффективных катализаторов, которые могут быть использованы в фармацевтической и тонкой химической промышленности. В ходе работы ученые получили селективный катализатор, способный производить ценные ненасыщенные углеводороды без образования гораздо более дешевых насыщенных. Эти материалы позволят получать алкены не из нефтепродуктов, как это делается сейчас, а из биосырья.

Исследователи из Сколтеха и их коллеги из Германии и США изучили свойства и поведение сплава палладия и меди при изменении температуры и концентрации водорода. Полученные результаты можно использовать для разработки катализаторов.

Индийские химики получили пористые твердые кислоты, которые могут стать безопасной заменой обычных жидких, использующихся в катализе многих промышленно важных реакций.

Ученые из лаборатории суперкомпьютерных методов в физике конденсированного состояния МФТИ, Сколтеха и Объединенного института высоких температур РАН теоретически исследовали влияние дефектов в графене на перенос электронов на границе фаз графен-раствор. Расчеты показывают, что создание дефектов способно увеличить скорость переноса заряда на порядок. Причем варьируя тип дефекта можно селективно катализировать перенос электрона на определенный класс реагентов в растворе. Это свойство может очень пригодиться при создании чувствительных электрохимических сенсоров и электрокатализаторов.

Сотрудники лаборатории каталитических исследований химического факультета ТГУ разрабатывают катализаторы экологического назначения – для нейтрализации опасных веществ, в частности, угарного газа, а также частиц сажи, являющихся составляющей выхлопов автотранспорта.

Электрокатализаторы — первые материалы, помимо ферментов, которые могут превращать углекислый газ и воду в углеродные строительные блоки, содержащие от одного до четырех атомов углерода с эффективностью более 99 процентов.