Сибирские учёные нашли способ улучшить катализаторы против выхлопов автомобилей

Фото из открытых источников

Исследователям удалось опровергнуть устоявшиеся представления о качествах вещества, массово применяемого в производстве нейтрализаторов автомобильных выхлопных газов. Итоги серии экспериментов меняют технологии синтеза новых материалов для катализа.

Группой сотрудников Томского политехнического университета и Института неорганической химии имени А.В. Николаева СО РАН провела исследование, опровергающее традиционное представление о составе «нитрата платины (+2)». В Минобрнауки РФ уточнили, что это вещество активно применяется для приготовления разных видов катализаторов. выяснилось, что в концентрированных азотнокислых растворах присутствуют особые соединения платины со степенью окисления +4.

Открытие в недалёком будущем даст возможность синтеза более эффективных высокотехнологичных материалов.

Соединения платины востребованы в химпроме, нефтепереработке, медицине и производстве автомобилей. Около половины всей добываемой платины идёт на синтез катализаторов для нейтрализации выхлопных газов двигателей авто.

Авторы работы поясняют, что у коммерческих препаратов для автокатализаторов часто двойственная маркировка (со степенями окисления +2 или +4), но в реальности реакционная способность у образцов одинаковая. Чтобы решить эту дилемму, эксперты провели анализ растворов гидроксида платины (+2) в азотной кислоте и проследили за изменениями форм существования металла.

В ходе опытов стало ясно, что соединения платины (+2) не способны долго пребывать в такой среде из-за активного окисления. Так называемый «нитрат платины (+2)» реально оказался «нитратом платины (+4)» с дополнительными нитрит-ионами. Впервые удалось зафиксировать стабильные нитратные комплексы Pt (+3), традиционно существовавшие лишь доли секунды. Исследователями применены ряд самых современных методов изучения процессов, такие как ядерно-магнитный и электронный парамагнитный резонанс, спектрофотометрия, рамановская спектроскопия и рентгеноструктурный анализ.

Полученные в ходе экспериментов соединения платины +4 в нитритно-нитратном окружении показали качества намного более высокой стабильности в сравнении с чистыми нитратными солями. Они способны оперативно сорбироваться на оксидных носителях и становиться базой для высокоэффективных катализаторов, предназначенных, в частности, для дожигания продуктов сгорания топлива. Результатами исследования авторы поделились в публикации для журнала Inorganic Chemistry.