17/12/2021

Китайские химики создали новый перспективный катализатор

Китайские химики создали наночастицы на основе индия, благодаря которым смесь из чистого азота и углекислого газа превращается в мочевину – ключевой компонент азотных удобрений. Описание разработки опубликовал научный журнал Chem Catalysis.

"Поскольку молекулы углекислого газа и азота крайне инертны, их сложно заставить соединиться друг с другом. Эта реакция давно привлекает умы химиков, ведь она одновременно упростит производство удобрений и позволит напрямую бороться с глобальным потеплением. Мы создали нанокристаллы на основе гидрокиси индия, которые могут ускорять эти химические взаимодействия", – пишут исследователи. Мочевина – это простое органическое соединение, состоящее из азота, водорода, кислорода и углерода.

Его используют для производства удобрений, смол, гербицидов и других химикатов. Почти вcю мочевину вырабатывают благодаря простой реакции, в которой аммиак соединяется с углекислым газом при высокой температуре и давлении. Для этого процесса, а также для производства аммиака нужно много энергии, поэтому стоимость удобрений напрямую зависит от цены на природный газ. В ходе нового исследования химики под руководством профессора Института технологических процессов Китайской академии наук Чжана Гуанцзиня разработали катализатор на основе соединений индия, который может удешевить производство карбамида и сделать его более экологичным. 

Этот катализатор представляет собой наночастицы, на поверхности которых есть как чистый индий, так и его гидроксид. В индии очень много электронов, а во втором – наоборот, в результате чего они постоянно пытаются взаимодействовать друг с другом, но не могут соединиться из-за особенностей пространственной структуры. Чжан Гуанцзинь и его коллеги предположили, что из-за этой особенности наночастицы должны "притягивать" к себе молекулы углекислого газа и азота, в которых также наблюдается есть недостаток и избыток электронов. Руководствуясь этой идеей, ученые изготовили наноструктуры разных размеров и проследили за их взаимодействиями с CO2 и N2. Оказалось, что индиевые наночастицы действительно могут соединяться с азотом и углекислым газом, если пропускать через них электрический ток. В этом случае они активно поглощают оба газа и заставляют их участвовать в сложной цепочке реакций, в ходе которых СО2 сначала превращается в угарный газ, а затем соединяется с молекулой азота, к которой в это же время добавляются атомы водорода. В результате молекулы углекислого газа и азота напрямую превращаются в мочевину при комнатной температуре и давлении. Эта особенность реакции позволит заметно снизить расходы на выработку удобрений и уменьшить объемы выбросов СО2, связанные с их производством, подытожили ученые.


Другие новости этого раздела:

16/06/2022

В России начали эксперимент по созданию «отечественного Tetra Pak»

14/06/2022

Власти Швеции запретили Tetra Pak экспорт продукции в Россию

Станкостроительная DMG Mori уволила всех сотрудников в России

06/06/2022

Тихвинский вагоностроительный завод остановил производство

31/05/2022

Ростех создал российскую технологию производства технической перекиси водорода

"Щекиноазот" ищет энергию

20/05/2022

Sulzer был вынужден приостановить работу двух дочерних компаний в Польше из-за санкций

04/05/2022

России придется скорректировать комплексную программу развития водородной энергетики

23/03/2022

«Фосагро» представила технологию использования фосфогипса для строительства дорог

17/03/2022

«Северо-Западная Фосфорная Компания» закупила новую технику в подземный рудник

28/02/2022

Ученые продвигают бионанокомпозиты в качестве удобрений

25/02/2022

Российские ученые синтезировали на основе полимерных наночастиц и палладия стабильный катализатор

15/02/2022

В КузГТУ создали мониторинговый центр для промышленных объектов

14/02/2022

Компания Dexlevo предлагает косметические продукты на основе технологии биоразлагаемых полимеров

07/02/2022

«Акрон» и Haldor Topsoe будут развивать «зеленые» технологии