Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Схема синтеза частиц Pt@SiO2.

Свободные платиновые частицы (а) и они же, покрытые оболочкой SiO2 (b, c).

Термическая стабильность Pt@SiO2 после отжига при 350оС (a,b), 550оС (с) и 750оС (d).

Каталитическая активность в реакции окисления СО.

Морфология каталитических частиц до (вверху) и после (внизу) окисления CO. a,с – Pt@SiO2 частицы; b,d – частицы без защитной оболочки.

Новая версия живучего катализатора для автомобильной промышленности

Ключевые слова:  катализаторы, мезопористый оксид кремния, ядро/оболочка

Опубликовал(а):  Росляков Илья Владимирович

20 декабря 2008

Платина, несмотря на свою дороговизну, является уникальным материалом, широко использующимся для дожига выхлопных газов, создания низкотемператруных топливных элементов и пр. Без нее многие экологические подходы "зеленой химии" начали бы буксовать. К сожалению, наиболее эффективно все эти замечательные свойства проявляются лишь при сохранении высокой дисперсности платины, то есть при ее использовании в виде наночастиц размером 5-10 нм, нанесенных на тот или иной носитель. При повышении температуры, например, при контакте с нагретыми газами, для которых необходимо провести каталитическое превращение, а также в результате возможного саморазогрева при экзотермической реакции окисления платиновые наночастицы могут потерять свою активность (и это не считая возможной проблемы "отравления" катализатора).

Синтез каталитических систем из коллоидных растворов имеет немало преимуществ. В первую очередь это связано с возможностью в широких пределах изменять размер, форму и состав частиц в растворе. Для предотвращения агрегации синтез коллоидных частиц благородных металлов осуществляют в присутствии полимеров или органических ПАВов (поверхностно-активных веществ). Однако при температурах выше 300˚С (а именно при таких температурах катализаторы работают в промышленности) металлические частицы агрегируют из-за разрушения органических стабилизаторов.

В работе «Thermally stable Pt/mesoporous silica core–shell nanocatalysts for high-temperature reactions» предложено оригинальное решение этой наболевшей проблемы. Ученым удалось покрыть платиновые наночастицы, синтезированные по стандартной методике, оболочкой из мезопористого оксида кремния. Формирование оболочки из SiO2 осуществляли из раствора непосредственно на наночастицах платины. Последующих отжиг на воздухе при температуре 350˚С приводит к удалению органических молекул и формированию нанокомпозита Pt@SiO2, построенного по типу ядро/оболочка. Каталитическая активность полученных композитов мало отличается от Pt частиц, стабилизированных лишь ПАВом. Молекулы реагентов и продуктов легко проходят через разветвленную пористую оболочку SiO2, средний диаметр пор которой составляет 2,3 нм, а толщина около 17 нм.

Термическая устойчивость гибридных частиц изучалась в процессе каталитического окисления угарного газа при температурах около 300˚С. В отличие от платины без SiO2, частицы Pt@SiO2 сохраняют свою морфологию и не "слипаются" в ходе реакции. Таким образом, эффективность последующих циклов окисления практически не меняется, а срок службы катализатора значительно увеличивается.

Стабильность при высоких температурах и пористая структура, легко проницаемая для участвующих в реакции веществ, открывает огромные перспективы для использования композита Pt@SiO2 в различных каталитических реакциях.


Источник: Nature Materials



Комментарии
Владимир Владимирович, 20 декабря 2008 20:58 
1) Прекрасная идея!
2) Хороший перевод!
3) Источник: Nature Materials.
Ну, хорошо, не слипаются они... А как влияет облочка на отравление? И фотографии относятся к частицам на носителе или нет? И, если нет, то как SiO2 покрытие на свойства катализатора на носителе влияет?
Владимир Владимирович, 21 декабря 2008 16:43 
Оболочка, скорее всего, никак не влияет на отравление. И такие частицы будет очень удобно наносить на любые носители, они прекрасно коллоидно-стабильны
И опять туда же. Каталитическая активность такая же как у системы с ПАВ - а что, ПАВ тоже дает мезопористую пленку? И если все ж сравнить с Pt без ПАВ и с закрепленными на носителе частицами?

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Хозяйка медной горы
Хозяйка медной горы

Дистанционный лекторий ФНМ МГУ
Опубликованы приглашения на 4 интересные лекции онлайн лектория проекта дистанционного образования факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова на ближайшую неделю.

Евгений Кац: Перовскит, загадка названия и история открытия
28 мая 2020 г. в 18:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция известного ученого, профессора Евгения Каца (Ben-Gurion University of the Negev) "Перовскит, загадка названия и история открытия", который известен не только своими выдающимися научными достижениями в области химии твердого тела, углеродных наноматериалов, перовскитной фотовольтаики, но и большим вкладом в популяризацию науки.

М.Гретцель "The stunning rise of perovskite solar cells"
28 мая 2020 г. в 19:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция всемирно известного ученого, профессора М.Гретцеля (Федеральная политехническая школа Лозанны) "The stunning rise of perovskite solar cells".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии
Гудилин Е.А., Горбунова Ю.Г., Калмыков С.Н.
Отделение химии и наук о материалах РАН, а также химический факультет и факультет наук о материалах МГУ инициируют реализацию открытого образовательного проекта «Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии». В рамках проекта ведущие ученые, члены Российской и международных Академий, видные представители вузовской науки прочитают тематические образовательные лекции по химии, науках о материалах, современным подходам в биологии и медицине. Видеозаписи лекций будут размещены в открытом доступе и могут быть использованы ВУЗами в основной и дополнительной образовательных программах, а также для самоподготовки и мотивации студентов и аспирантов на будущие научные достижения.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.