Золотые наночастицы с острыми гранями — катализатор, позволяющий преобразовать углекислый газ в синтетическое топливо

4b4e4ed11b66d18e10b188d77d80f3f6

Углeкислый гaз (CO2) являeтся сoeдинeниeм сo стaбильнoй мoлeкулoй, кoтoрaя имeeт слaбую xимичeскую aктивнoсть. В (видах тoгo, чтобы сделать углекислый газ сырьем для производства синтетического топлива нельзя не расщепить молекулу и получить молекулу угарного газа (CO), достаточно активного химического вещества, которое позволяется использовать для получения метана, метанола или других видов альтернативного топлива. Исследования, произведенные различными группами ученых, показали, фигли катализаторы на основе золотой фольги могут использоваться для расщепления молекул углекислого газа, так они являются крайне малоэффективными. Помимо этого золотой катализатор воздействует и получи и распишись молекулы воды, что приводит к появлению нежелательных побочных водородосодержащих соединений. Ученым из университета Брауна (Brown University) посчастливилось успешно решить проблему, создав высокоэффективный катализатор на основе золотых нанчастиц строго определенных размеров и конституция.

Производя исследования работы золотых катализаторов, ученые обнаружили, что ключевую партия в каталитических процессах играют роль не атомы золота, располагающиеся на плоской поверхности материала, а атомы золота, являющиеся краями острых граней материала. Вдобавок этого, огромную роль в выборочном действии катализатора играла длина граней. Дальнейшие исследования привели ученых к созданию многогранных золотых наночастиц, размер которых составлял воистину 8 нанометров. Катализатор с такими наночастицами показал 90-процентный уровень расщепления молекул углекислого газа сверху атом кислорода и молекулу угарного газа. Точный размер наночастицы играет огромную миссия, ученые проверили эффективность работы золотых наночастиц, размерами четыре, шесть и червон нанометров, но ни один из этих размеров не приблизился к показателям эффективности 8-нанометровых наночастиц.

«Полученные нами первые результаты тотально нас запутали» — рассказывает Эндрю Петерсон (Andrew Peterson), профессор университета Брауна и деепричастник данных исследований, — «Когда мы начали делать наночастицы меньшего размера, я получили скачкообразное увеличение эффективности катализатора. Но, стоило нам пройти отметку в восемь нанометров, во вкусе эффективность снова стала снижаться». Для объяснения наблюдаемых явлений учеными была разработана целая концепция, которая позволила рассчитать влияние формы и размеров наночастиц на каталитические свойства определенного вида химических превращений.

Ныне, когда ученые начали точно понимать зависимость активности и селективности действия катализатора с формы и размеров его активных областей, стало возможным рассчитать форму частиц золотого катализатора, тот или будет обеспечивать максимальную эффективность строго определенных видов химических превращений. «В нашей технологии существует до сей поры множество мест для ее совершенствования» — рассказывает Петерсон, — «Неотлагательно мы разрабатываем новые формы наночастиц, которые будут выступать активными и эффективными катализаторами безлюдный (=малолюдный) только для расщепления углекислого газа, но и для других реакций, в кто будет задействован углекислый газ и которые могут использоваться в производстве искусственного топлива».

«Исследованный нами катализатор, состоит не полностью из золота, а только содержит золотые наночастицы в своей поверхности, что позволяет существенно уменьшить стоимость катализатора, использующего его промышленного оборудования и, в, конечного продукта» — рассказывает Петерсон, — «А после небольших доработок нашей каталитической технологии поуже можно будет начинать задумываться о ее внедрении, что позволит перерабатывать углекислый голубое топливо во что-нибудь полезное в промышленных масштабах».