Российские ученые предложили метод получения катализаторов на основе оксида платины, который состоит в растворении этого металла в разбавленном растворе серной кислоты. Такие катализаторы могут найти применение в водородной энергетике, химической промышленности и в других сферах. Исследование, выполненное при финансовой поддержке Российского научного фонда, опубликовано в журнале ACS Inorganic Chemistry.
Платина — один из самых ценных металлов. Она применяется в различных сферах — от техники до ювелирного дела. В промышленности и в науке наибольшее внимание уделяют потенциалу использования платины и ее соединений в качестве катализаторов. Они обладают высокой активностью и безвредны для окружающей среды. Такие катализаторы могут применяться в различных сферах: в производстве удобрений для сельского хозяйства, в химическом синтезе, в получении водорода для энергетики и т. д.
Российские химики из Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН и Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН изучили взаимодействие платины с серной кислотой. При этом они показали, что многое зависит от концентрации самой кислоты. Если использовать разбавленную серную кислоту, то образующаяся система нестабильна, и в ней самопроизвольно образуются частицы оксида платины сферической формы. При повышении концентрации кислоты в основном наблюдаются моноядерные (то есть с единственным атомом платины) комплексы с молекулой воды и сульфат-ионами, а в концентрированной кислоте преимущественно получаются полиядерные сульфатные комплексы платины. Наиболее интересными ученым показались частицы оксида платины — это так называемый катализатор Адамса. В других работах катализаторы такого типа получали путем растворения платины в азотной кислоте, но аналогичный процесс с использованием серной кислоты оказался более плавным. Кроме того, его легче регулировать. В будущем исследователи планируют подробнее охарактеризовать комплексы платины, которые образуются в концентрированных растворах серной кислоты, а также описать влияние температуры на получение частиц оксида платины.
Основное применение полученных катализаторов на основе оксида платины ученые видят в водородной энергетике. Они могут играть роль фотокатализаторов, облегчая процесс разложения воды на водород и кислород под действием света. Кроме того, такие катализаторы могут быть важны для очистки воды. Преимущество частиц оксида платины, полученных таким образом, заключается в том, что для их применения не требуются органические стабилизаторы или дополнительные модификации.
«Используя то, что исследованные системы неустойчивы и со временем в них самопроизвольно образуются частицы оксида платины, мы разработали новый метод приготовления высокоактивных катализаторов для получения водорода под действием видимого света. Активность таких материалов сопоставима с лучшими известными в данной области катализаторами, а метод очень прост и удобен для масштабирования, то есть применения в промышленном производстве», — объяснил Данила Васильченко, руководитель проекта, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института неорганической химии имени А. В. Николаева СО РАН.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
