NUST MISIS的科学家们为高效的二氧化碳处理创造了新的催化剂

NUST MISIS 的研究团队展示了一种基于氮化硼和铁铂纳米粒子的新型催化剂，展示了高度的二氧化碳 (CO2) 转化率：350 C 时为 25% ，这比基于氧化铁的典型催化剂高 10-15 倍。该催化剂可广泛用于冶金、化工、炼油等行业。结果已发表在 《催化杂志》上。

温室气体浓度的增加是导致年平均气温上升的主要原因之一，也是一个全球性的世界性问题。降低二氧化碳排放水平是人类最紧迫的长期任务之一，也是科学界面临的严峻挑战。

今天，用于二氧化碳处理的催化剂有两种主要生产方法：使用贵金属——有效但昂贵，没有贵金属——更便宜，但特性显着降低。

NUST MISIS 的研究团队提出了一个折中的解决方案——使用廉价的铁作为催化剂成分，将贵金属(在本例中为铂)的含量降低到 1 个原子百分比以下。

但即使在实施所提出的解决方案时，也存在一个困难——双金属铁铂纳米粒子往往会在高温下烧结(团聚过程)。在这种情况下，颗粒的比表面积减小，这对催化性能产生负面影响。

“这是我们第一次使用氮化硼作为催化活性铁铂纳米粒子的载体。所获得的异质材料的一个特点是，合成后的铁铂粒子的尺寸仅为2纳米。由于它们的小尺寸，这些颗粒非常均匀地分布在氮化硼表面。但是，更有趣的是，在催化过程中，铁铂颗粒的尺寸几乎没有增加(平均可达 8 纳米)。我们相信这是该材料显示出高催化性能的原因之一，” 该研究的合著者、NUST MISIS 无机纳米材料的研究员Anton Konopatsky博士说。

在论文中，该团队展示了一种独特的铁铂纳米粒子稳定机制：在高温下将氮化硼薄片包裹在粒子周围。结果，形成了具有核壳结构的异质颗粒，并且显着阻碍了它们的团聚。

“我们使用相对简单的方法来合成我们的催化剂。最重要的步骤之一是将初始材料均匀分布在合成介质中。在 500 °C 的温度下，使用透射原位观察合成材料的结构演变电子显微镜。它使我们能够建议在催化过程中材料会发生什么，“ Anton Konopatsky补充道。

获得的材料可用于任何二氧化碳排放量大的企业。 这些是炼油厂，化学和冶金厂，纤维素工业等。

使用所得催化剂处理CO2的反应的主要产物是CO(一氧化碳)，可在工业过程中重复使用。然而，据开发商称，从经济角度来看，利用二氧化碳生产具有高附加值的复杂碳氢化合物更令人感兴趣。这将是团队后续研究的目标。

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