новости бизнеса
компании и предприятия
нефтехимические компании
продукция / логистика
торговый центр
ChemIndex
новости науки
работа для химиков
химические выставки
лабораторное оборудование
химические реактивы
расширенный поиск
каталог ресурсов
электронный справочник
авторефераты
форум химиков
подписка / опросы
проекты / о нас


контакты
поиск
   

Новости химической науки > Новая стратегия подбора гетерогенных катализаторов


27.4.2010
средняя оценка статьи - 4.25 (4 оценок) Подписаться на RSS

Исследователи из США разработали новую стратегию, позволяющую предсказывать свойства биметаллических катализаторов и разрабатывать новые более активные.

Разработанные исследователями теоретические модели уже были успешно использованы на практике для создания никель-палладиевого катализатора, который, по словам разработчиков, представляет собой наиболее эффективный в настоящее время катализатор реакции разложения аммиака. Реакция разложения аммония в настоящее время привлекает особенно пристальное внимание в связи с тем, что аммиак рассматривается как потенциальное «хранилище» водорода для энергетики будущего.



Строение биметаллического катализатора оказывает влияние на механизм их действия. (Рисунок из Nature Chemistry, 2010, DOI: 10.1038/NCHEM.626)

Предсказывать свойства катализаторов, в состав которых входит более чем один металл достаточно сложно, поскольку свойства смеси металлов не всегда являются промежуточными свойствами между образующими катализатор исходными металлами.

Однако, как отмечает Дионисиос Влачос (Dionisios Vlachos) из Университета Делавэра, в литературе оставались предположения о возможности прогнозирования свойств полиметаллических катализаторов по свойствам образующих их металлов. В группе Влачоса был разработан подход, позволяющий предсказывать свойства биметаллических гетерогенных катализаторов на основе результатов квантово-химических расчетов методом функционала плотности (DFT).

Влачос поясняет, что расчеты с помощью метода функционала плотности 'позволяют выявить взаимосвязь между строением катализатора и его свойствами. Для точного предсказания свойств катализатора мало учитывать его состав, необходим учет архитектуры катализатора, расположения образующих катализатор атомов в пространстве. Исследователь отмечает, что применявшиеся ранее упрощенные подходы не могут адекватно описать химические процессы, протекающие в ходе каталитической реакции.

Исследователи из группы Влачоса использовали расчеты для скрининга библиотеки микрокинетических моделей разложения молекул аммиака на различных биметаллических материалах, взятых в качестве катализаторов. Исходя из того, что для монометаллического катализатора важным фактором каталитической активности является энергия связывания азота с поверхностью металла, исследователи рассчитали эту энергию для материалов, состоящих из смеси металлов. Один из изученных биметаллических катализаторов – никель-платиновый характеризуется энергией связывания, близкой к энергии связывания самого эффективного в настоящее время монометаллического катализатора – рутения. Полученные с помощью расчетов предсказания были подтверждены экспериментально – каталитическая активность никель-платинового катализатора при 50°C соответствует каталитической активности рутениевого катализатора при 350°C.

Влачос отмечает, что главная ценность работы заключается в создании системы, позволяющей подобрать перспективные биметаллические катализаторы. Содержащие платину материалы вряд ли могу стать экономичной заменой рутению, однако исследователь из Делавэра полагает, что принципы, заложенные в работе могут оказаться полезными для поиска новых дешевых и каталитически активных материалов не только для ускорения процесса разложения аммиака, но и для селективного окисления моноксида углерода, очистки водорода и гидрирования водорода.

Клаус Хвиид Кристенсен (Claus Hviid Christensen), специалист по гетерогенному катализу из фирмы Хальдор Топсе высоко оценивает работу коллег из Делавэранадеется на появление новых работ, посвященных квантово-химическому подбору «правильных» гетерогенных катализаторов, отмечая, что этот метод позволяет существенно сузить круг потенциальных кандидатов в катализаторы.

Источник: Nature Chemistry, 2010, DOI: 10.1038/NCHEM.626

метки статьи: #квантовая химия, #кинетика и катализ, #химическая технология, #химия поверхности

оценить статью: 12345
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru
Комментарии к статье:
Ваше имя
Ваш e-mail, чтобы следить за обсуждением
   
Комментарий

Символ пятого P-элемента в табл. Менделеева
(латиницей, одной заглавной буквой):
   
 


Вы читаете текст статьи "Новая стратегия подбора гетерогенных катализаторов"
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru

Все новости



Новости компаний

Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXX
Контактная информация