Корейские ученые подготовили катализатор на базе пористых пленок из углерода и бора, способный ускорять формирование молекул перекиси водорода с очень высоким КПД даже при использовании воздуха в качестве сырья. Его создание позволит отказаться от применения дорогостоящих катализаторов на базе палладия, сообщила пресс-служба южнокорейского Национального исследовательского совета науки и технологий (NRCST).
"Разработанная нами каталитическая технология на базе мезопористого углерода, способная использовать кислород из воздуха для производства перекиси водорода из нейтрального электролита, отличается более высоким уровнем практичности, чем уже существующие катализаторы. Ее внедрение в промышленность ускорит массовое производство пероксида", - пояснил старший научный сотрудник Института науки и технологий в Сеуле (KIST) Ким Чонмин, чьи слова приводит пресс-служба NRCST.
Как объясняют ученые, перекись водорода является одним из самых массово используемых химикатов на Земле, который активно применяется в различных технологических процессах в полупроводниковой, медицинской и химической промышленностях. На сегодняшний день для его получения используется реакция, разработанная немецкими химиками еще в 1940 году, в рамках которой используется органическое вещество антрахинон, чистый кислород и дорогостоящий катализатор на базе палладия.
Южнокорейские химики выяснили, что процесс производства перекиси водорода можно значительным образом удешевить при помощи разработанного ими материала, состоящего из пористых нанопленок из углерода и бора. Подобные структуры, как объясняют исследователи, можно получить, если погрузить большое число сферических наночастиц из мела в раствор из боргидрида натрия, нагреть его до 500 градусов Цельсия и пропустить через него обычный углекислый газ.
В результате этого возникнет лист из углеродного наноматериала с вкраплениями атомов бора и большим числом однообразных пор, чей диаметр составляет порядка 20 нанометров. При пропускании тока через данную наноструктуру ее поры начинают активно взаимодействовать с молекулами органических веществ, содержащих в себе атомы кислорода и водорода, и использовать их в качестве основы для непрерывного производства пероксида водорода.
Проведенные учеными опыты показали, что созданный ими катализатор позволяет получать раствор с 3,6% содержанием перекиси с очень высоким уровнем КПД даже при использовании атмосферного кислорода, чья концентрация в воздухе составляет около 21%. Это выгодно отличает данную технологию от классической методики производства пероксида водорода, что ускорит ее коммерциализацию и массовое внедрение в промышленность, подытожили исследователи.