Химики ТГУ создают принципиально новый серебряный катализатор для очистки воздуха, способный разлагать токсичный угарный газ, формальдегид и другие вредные летучие вещества на безопасные компоненты. Благодаря наноструктурированной основе такой катализатор может быть эффективен даже при комнатной температуре и использоваться как фильтр для вентиляции помещений.
– Возможности нанесенных серебряных катализаторов менее изучены, чем катализаторов с частицами других драгметаллов – золота, платины, палладия. При этом они могут быть не менее эффективны при окислении вредных летучих веществ и дешевле, как минимум, в 10 раз, – рассказал руководитель проекта, старший научный сотрудник Лаборатории каталитических исследований (ЛКИ) ТГУ Григорий Мамонтов.
Принципиально новый подход химиков ТГУ состоит в использовании наноструктурированных материалов. Ученые синтезируют особый тип силикагеля – SBA‑15, который состоит из нанотрубок оксида кремния диаметром 6-10 нм, и используют его в качестве основы для получения катализатора.
– Каждая нанотрубка используется как наноразмерный реактор – внутри нее мы проводим синтез частиц серебра и оксида церия размером менее 3 нм. После этого каждая нанотрубка с частицами становится катализатором, – пояснил Григорий Мамонтов. – Наша задача – равномерно распределить частицы внутри нанотрубки и организовать специальное взаимодействие между ними, которое обеспечит высокую каталитическую активность в окислении вредных веществ.
Изучение отдельных компонентов наноструктурированного катализатора ранее проводилось, однако сложить все части в такую оригинальную структуру вместе впервые придумали именно химики ТГУ. В рамках проекта, поддержанного грантом президента России, в 2017 – 2018 гг. ученые исследуют закономерности формирования нового наноматериала и его каталитическую активность. После этого химики перейдут к прикладной задаче – созданию высокоэффективного катализатора для очистки воздуха.
– Предполагается, что полученный катализатор в виде порошка или гранул можно будет засыпать в воздухоочистительное устройство дома, офиса или производственного цеха. При этом его не нужно будет подогревать, он, в отличие от многих аналогов, активен и стабилен при комнатной температуре, – отметил Григорий Мамонтов.
Ученый добавил, что катализатор, прежде всего, будет эффективен для борьбы с угарным газом и формальдегидом, однако он будет способен разлагать на безопасные компоненты и другие вредные летучие вещества.
– Прежде всего, такой катализатор будет востребован в индустриальных районах и городах для борьбы с промышленными выбросами, а также со смогом от лесных пожаров, который также содержит большое количество угарного газа. Кроме того, катализатор можно адаптировать, например, для нейтрализации газовых сбросов химических предприятий и выхлопной системы автомобилей, – добавил ученый.