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:

21/10/2026

GFSC инвестирует в проект по производству экологически чистого аммиака мощностью 500 тыс. тонн в год

В Татарстане в ОЭЗ "Зеленая долина" началось строительство завода по выпуску DL-метионина мощностью 100 тыс. тонн в год

05/10/2026

Технология производства аммиака KBR выбрана для одного из крупнейших комплексов по производству удобрений в Саудовской Аравии

28/09/2026

В Нижнекамске начал работу новый центр прикладных разработок

Красцветмет разработал собственный проект энерготехнологического комплекса азотной кислоты мощностью 1500 тонн в сутки

23/09/2026

Mosaic выпустила первое биологическое удобрение в Латинской Америке

18/09/2026

Генеральным директором завода "Уралхиммаш" назначен Александр Измайлов

09/09/2026

Сооружение стендового испытательного комплекса по производству водорода методом электролиза воды началось на Кольской АЭС

03/08/2026

Росхим внедряет технологию обогащения комплексных минеральных удобрений и мелиорантов штаммами микроорганизмов

29/07/2026

"Сибур" рассматривает возможность производства кормового белка

03/07/2026

Yara не будет продолжать приобретение активов по производству аммиака в Луизианском комплексе чистой энергетики у Air Products

Проект строительства крупнотоннажного завода по производству водорода на Сахалине поставлен на паузу

16/06/2026

Thyssenkrupp получила от Fuella AS предварительные контракты на проектирование двух крупных предприятий по производству "зеленого" аммиака в Бразилии

11/06/2026

Evonik запускает пилотную установку по производству высокоэффективных мембран

Группа "Роснано" формирует АНО "Консорциум химия и новые материалы"