Новости

5 марта, 2022 13:12

Создан эффективный цинковый катализатор для утилизации CO2

Источник: Поиск
Российские химики изучили роль цинка в составе катализаторов рециклинга углекислого газа. Присутствие этого металла привело к повышению активности этих катализаторов на 60-80% и образования углеводородов в процессе переработки углекислого газа. Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Molecules. Работа поддержана грантом РНФ (прим.ред).  
Источник: пресс-служба НИТУ «МИСиС»
Источник: пресс-служба НИТУ «МИСиС»
3 / 4
Источник: пресс-служба НИТУ «МИСиС»
Источник: пресс-служба НИТУ «МИСиС»

С каждым годом вопрос сокращения выбросов парниковых газов становится все острее. В последние годы все большее число научных групп обращают свое внимание на разработку способов сокращения выбросов углекислого газа. Большой интерес представляет химическая конверсия углекислоты в ценные продукты, которые впоследствии могут быть повторно использованы в различных областях химической промышленности.

Молекула СО2 чрезвычайно стабильна; поэтому для проведения химических реакций с ней необходимо использовать катализатор и высокоэнергетические реагенты, например водород. С этой точки зрения технология гидрирования углекислого газа на гетерогенных катализаторах является простым и удобным способом получения синтез-газа (сырье для химических реакций), углеводородов различного строения, метанола, других спиртов и некоторых других кислородосодержащих органических веществ.

Ученые НИТУ «МИСиС», Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН и МГУ им. М. В. Ломоносова изучили роль цинка в составе железосодержащих катализаторов гидрирования углекислого газа и выяснили, что этот металл значительно улучшает свойства катализаторов и способствует более эффективному проведению процесса переработки СО2.

«В работе мы показали, что повышение каталитической активности может быть достигнуто за счет одновременного введения железа и цинка за один этап в процессе синтеза катализатора. Зависимость активности катализатора от соотношения  железо/цинк носит экстремальный характер. Образцы с примерно равным соотношением железа и цинка проявляют наибольшую активность. Наличие цинка в составе катализатора меняет схему восстановления железа и способствует более легкому образованию металлического железа, необходимого для образования активных центров, ответственных за рост углеводородной цепи. Кроме того, наличие цинка в составе катализатора приводит к изменению электронных свойств железа. Это свидетельствует о том, что цинк позволяет контролировать не только структурные, но и электронные свойства этих катализаторов» - рассказал научный сотрудник лаборатории «Нанохимия и экология» НИТУ «МИСиС» Николай Евдокименко.

Введение цинка в состав приводит к образованию смешанной фазы с формулой ZnFe2O4, которая обеспечивает протекание восстановления железа при более низких температурах, а наличие подвижного кислорода в структуре оксидов цинка обеспечивает дополнительные центры адсорбции и активации молекулы СО2. В конечном итоге это приводит к повышению активности и селективности образования полезных углеводородов в процессе гидрирования углекислого газа.

В настоящее время коллектив продолжает серию лабораторных исследований для оптимизации технологии для промышленного применения. 

22 февраля, 2024
Ученые разработали новую технологию синтеза наночастиц берлинской лазури
Ученые лаборатории клеточной иммунологии и нанобиотехнологии ИЭГМ УрО РАН (филиал ПФИЦ УрО РАН) ра...
20 февраля, 2024
Марганцевый катализатор поможет производить силиконы для медицины под действием солнечного света
Ученые выяснили, что синтезировать силиконы можно при комнатной температуре и солнечном свете с помо...