Без «мёртвого металла»: новый катализатор из растительных отходов повысит эффективность химической промышленности

При использовании палладиевых катализаторов на основе углеродных носителей зачастую возникает эффект «мертвого металла», когда наночастицы металла блокируются в порах носителя, и не участвуют в химической реакции. В промышленных масштабах это приводит к значительному снижению эффективности катализа и увеличению себестоимости продукции.

Для решения этой проблемы ученые из Университета МИСИС, Института органической химии им. Н.Д. Зелинского, Южно-Российского государственного политехнического университета имени М. И. Платова, Сколтеха и Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН использовали жидкие гумины — отход производства фурановых соединений из растительной биомассы. Смешав их с азотсодержащим меламином и проведя термическую обработку, исследователи синтезировали углеродный материал с низкой пористостью и высоким содержанием азота, который оказался эффективной подложкой для наночастиц палладия. Именно такая структура обеспечила высокую доступность активного металла и значительное повышение эффективности катализа. Подробности исследования опубликованы в научном журнале ChemSusChem (Q1).

«Мы предложили не просто решение одной из проблем гетерогенного катализа, а подход, превращающий промышленные отходы в ценное возобновляемое сырье. Это еще один шаг к устойчивому развитию и экономике замкнутого цикла», — отметил инженер научного проекта кафедры функциональ­ных наносистем и высокотемпе­ратурных материалов Университета МИСИС Евгений Колесников.

Катализатор на основе азотсодержащего углеродного носителя не только превзошел аналоги по активности, но и показал высокую стабильность при многократном использовании. Это делает его перспективным для производства лекарств, красителей, пестицидов и других высокотехнологичных продуктов.