ИФХЭ РАН

Новости Масс-медиа Публикации сотрудников Созданы универсальные фотокатализаторы для «зеленой» химической индустрии

Созданы универсальные фотокатализаторы для «зеленой» химической индустрии

20 декабря 2021 In Публикации института

Российские ученые из Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН совместно с сотрудниками Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН и Химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова впервые получили универсальные фотокатализаторы, способные обеспечить различные пути протекания химических реакций за счет использования видимого света в качестве источника энергии. Их можно использовать на разных стадиях химического производства как для синтеза, так и для утилизации органических соединений. Работа опубликована в журнале Applied Surface Science.

Такие катализаторы успешно решают две главные проблемы химической промышленности: снижение экономических затрат и экологического следа. Фотокатализаторы получают с помощью самосборки металлоорганических каркасов (пористых кристаллических решеток), состоящих из катионов цинка и порфиринов (аналоги хлорофилла) на поверхности наночастиц оксида графена. Размер пор в таких материалах можно менять, используя порфирины различного строения. Такие каркасы избирательно адсорбируют органические молекулы определенного размера из окружающей среды. На воздухе под действием света в каркасах образуется высокоактивный синглетный кислород, который запускает реакции окисления и деструкции, которые протекают в сто раз быстрее, чем при использовании катализаторов, состоящих только из оксида графена. В безвоздушной (анаэробной) среде фотокатализаторы запускают реакции восстановления тех же самых молекул, но только в том случае, если они подходят по размеру порам катализатора.

«Главное преимущество наших материалов — это уникальное сочетание компонентов, собранных в определенную структуру, которое позволяет использовать один и тот же катализатор для большого числа разноплановых реакций. – говорит руководитель проекта РФФИ, доктор химических наук, профессор РАН Мария Калинина. – На основе таких фотокатализаторов можно создавать непрерывные и практически безотходные химические циклы синтеза и утилизации отработанных материалов, получая из одних и тех же исходных веществ разные продукты, а также применять их для селективной очистки окружающей среды от большого набора загрязняющих веществ».


По материалам: Alsu G. Nugmanova, Evgeniya A. Safonova, Alexander E. Baranchikov, Alexey R. Tameev, Andrey V. Shkolin, Artem A. Mitrofanov, Artem A. Eliseev, Ivan N. Meshkov, Maria A. Kalinina. Interfacial self-assembly of porphyrin-based SURMOF/graphene oxide hybrids with tunable pore size: An approach toward size-selective ambivalent heterogeneous photocatalysts. Applied Surface Science. 579 (2022), 152080. DOI: 10.1016/j.apsusc.2021.152080


Материал подготовлен: Алсу Нугманова / младший научный сотрудник лаборатории биоэлектрохимии ИФХЭ РАН

Читать 419 times

Яндекс.Метрика