Новости химической науки > Извлечение водорода из воды сульфидом молибдена

Недорогой MoS₂ ведет себя подобно платиновым или рутениевым катализаторам – исследователи из Дании выделили водород из воды в реакции, катализируемой сульфидом молибдена..

Грани частиц MoS₂, размер которых составляет несколько нанометров, катализируют процесс выделения водорода. (Рисунок: © Science)

Особые свойства поверхности платины, рутения и других металлов, расположенных по соседству в таблице Менделеева наделили эти материалы способностью катализировать большое количество химических реакций. Они находят широкое применение, например, в системах очистки автомобильных выхлопов и топливных ячейках. Однако высокая стоимость этих металлов побуждает исследователей искать этим металлам менее дорогую замену.

Контролируя размеры и морфологию однослойных плоских частиц дисульфида молибдена, исследователи из Технического Университета Дании продемонстрировали способность этих частиц катализировать реакцию выделения водорода (2H⁺ + 2e– → H₂) в водном растворе. Также было обнаружено, что каталитический процесс происходит на гранях частиц. Эта деталь имеет как теоретическое, так и прикладное значение. Ранее на теоретическом уровне предсказывалась каталитическая активность граней наночастиц MoS₂, но до настоящего времени эти предположения не были подтверждены экспериментально.

Для получения наночастиц требуемого размера профессор Иб Коргендорфф (Ib Chorkendorff) использовал реакцию молибдена с сероводородом на поверхности золота в условиях осаждения из паровой фазы.

Подобрав требуемые условия синтеза, исследователи смогли контролировать степень спекания и, таким образов, систематически изменять размер частиц и число атомов на грани наночастиц. После анализа образцов MoS₂ с помощью сканирующей туннельной микроскопии исследователи измерили каталитическую активность наночастиц в электрохимических ячейках и определили, что скорость выделения водорода зависит линейно от общего числа атомов на гранях наночастиц.

Источник: Science 2007, 317, 100

метки статьи: #кинетика и катализ, #неорганическая химия, #новые материалы, #химия поверхности