Ученый ТГУ создает новый класс катализаторов,использующих солнечный свет

Молодой ученый Томского госуниверситета (ТГУ) Григорий Мамонтов создает новый класс катализаторов, который поможет синтезировать полезные химические соединения с помощью только естественного света. 

По мнению ученого, использование фотокатализаторов выгодно экономически, поскольку не требует высоких температур и давления. Главным условием действия таких материалов является наличие естественного света или его имитации, сообщает пресс-служба вуза.

“Большинство каталитических процессов сегодня реализуются в промышленности при повышенных температуре и давлении. Для обеспечения высокой активности и селективности катализаторов используются золото, платина, палладий. Одними из ключевых вызовов, стоящих перед химиками, являются снижение их содержания или полный отказ”, – приводятся в сообщении слова Мамонтова.

Задача ученых – разработать подходы, которые позволять не использовать дорогостоящие благородные металлы, а также смягчить условия протекания каталитических процессов. В идеале катализатор должен работать при атмосферном давлении и комнатной температуре.

“При этом его селективность желательно довести до 100%, как это реализуется в живых организмах (ферментативный катализ). Фотокатализаторы для селективного химического превращения – новое направление в мировой химии. В рамках своего проекта Мамонтов осуществляет разработку принципов создания таких материалов”, – говорится на сайте ТГУ.

Важное место в проекте отводится производным графена, обладающим уникальными свойствами. Пресс-служба вуза отмечает, что после того как в 2010 году за исследования с этим двухмерным материалом была присуждена Нобелевская премия, популярность графена начала стремительно расти. Исследователи передовых научных центров ищут применение графену в различных областях, в том числе в фотокатализе.

На первом этапе проекта химическими методами будет синтезирован оксид графена, а также восстановленный оксид графена. Метод является достаточно трудоемким, тем не менее, предполагается получать его химически, а не приобретать оксид графена, полученный физическими методами.  

На следующем этапе будут изготовлены образцы катализаторов на основе оксида графена, содержащие наночастицы серебра и оксид церия.

“Комбинирование в одном материале плазмонных наночастиц серебра, поглощающих видимый свет, оксида церия, являющегося полупроводником, и проводящей подложки на основе восстановленного оксида графена должно способствовать протеканию селективного фотокаталитического процесса”, – добавляется в сообщении.

Каталитические (в темноте) и фотокаталитические (при дополнительном облучении лампой, имитирующей солнечный свет) свойства катализаторов протестируют в реакции восстановления нитрофенола в аминофенол. Эта реакция является модельной, однако в перспективе ученые планируют расширить спектр химических реакций, которые могли быть проведены с таким типом катализаторов.

редакция новостей
фото пресс-службы ТГУ