КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 25-23-20073
НазваниеРазработка композитных катализаторов для фотокаталитического и фотоэлектрохимического разложения аммиака, сопровождающегося выделением молекулярного водорода
Руководитель Марковская Дина Валерьевна, Кандидат химических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" , Новосибирская обл
Конкурс №100 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-504 - Электронно-возбужденные системы, фотохимия, радиационная химия, спиновая химия
Ключевые слова фотокатализ; фотоэлектрохимия; получение водорода; разложение аммиака; полупроводниковые материалы; видимое излучение; ультрафиолетовое излучение; композитные катализаторы
Код ГРНТИ31.15.29
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Ожидаемые результаты
Реализация проекта направлена на разработку материалов для фотокаталитического и фотоэлектрохимического разложения аммиака. В ходе реализации проекта будут синтезированы и изучены фотокатализаторы и фотоэлектроды, состоящие из платины и одного или двух полупроводников, обладающих высоким окислительным потенциалом (TiO2, WO3, SnO2, ZnO, Ag3PO4). Композитные материалы, состоящие из двух полупроводников с высоким окислительным потенциалом, впервые будут изучены в реакции фотокаталитического и фотоэлектрохимического разложения аммиака. Впервые для исследуемых процессов будут рассмотрены многокомпонентные каталитические системы, состоящие из платины, одного или двух полупроводников с высоким окислительным потенциалом (наиболее активные материалы из TiO2, WO3, SnO2, ZnO, Ag3PO4 и их сочетаний) и одним полупроводником с высоким восстановительным потенциалом (CuO, CdS). Все синтезированные образцы будут изучены комплексом физико-химических методов, будут получены значения каталитической активности образцов, определенные в реакции фотокаталитического разложения аммиака, значения каталитической активности в реакции фотоэлектрохимического разложения аммиака и соответствующие значения плотностей фототоков. Будут установлены взаимосвязи между физико-химическими свойствами катализаторов, их фотокаталитическими и фотоэлектрохимическими характеристиками. Будут уточнены вклады каждого типа активных частиц в скорость целевых превращений. Изучение фотоэлектрохимического разложения аммиака несколькими методами анализа в режиме реального времени позволит уточнить природу протекающих в ходе реакции процессов. Полученные знания о механизме реакции, корреляциях между физико-химическим, каталитическими и фотоэлектрохимическими свойствами изучаемых материалов позволят существенно расширить имеющуюся на настоящий момент научную базу знаний о фотокаталитическом и фотоэлектрохимическом разложении аммиака, о научных основах приготовления катализаторов.
Во время реализации проекта будут получены кинетические закономерности измерения каталитических и фотоэлектрохимических свойств наиболее активных образцов от условия проведения процесса (концентрация аммиака, рН раствора, концентрация катализатора, масса нанесенного на фотоэлектрод компонента, мощность освещения). На основе полученных данных впервые будут разработаны полуэмпирические модели, аппроксимирующие кинетические данные. Эти научные результаты, с одной стороны, расширят представления о механизме процесса и внесут вклад в развитие теоретической научной базы процесса. С другой стороны, полуэмпирические модели позволят сформировать требования к условиям проведения процесса, осуществить прогнозирование результатов в других условиях проведения реакции, что является фундаментом для разработки технологии используемых методов и перехода к их практической реализации. Оценкам возможности развития фотокаталитического и фотоэлектрохимического методов разложения аммиака будет способствовать изучение вопросов фотостабильности применяемых фотокатализаторов. Таким образом, представляемый проект интересен не только с фундаментальной точки зрения, но и позволит решить круг первичных вопросов, направленных на практическое внедрение полученных научных результатов.
Высокий уровень полученных научных результатов будет подтвержден публикациями в ведущих научных изданиях. Ожидаемые результаты исследований планируется представить в виде 3 статей в международных изданиях, индексируемых в Web of Science, Scopus и РИНЦ.