Сотрудники лаборатории каталитических исследований химического факультета ТГУ разрабатывают катализаторы экологического назначения – для нейтрализации опасных веществ, в частности, угарного газа, а также частиц сажи, являющихся составляющей выхлопов автотранспорта.

По этому поводу уже опубликована статья в высокорейтинговом журнале Applied Catalysis B: Environmental.

Проект направлен на создание новых способов конструирования катализаторов на основе наночастиц серебра, платины и оксида церия. Особое внимание химики уделяют решению прикладных задач экологического катализа: получаемые соединения могут использоваться для очистки воздуха от опасных легколетучих органических соединений.

Наш проект фундаментальный – мы разрабатываем принципиально новые способы конструирования функциональных материалов, в частности, катализаторов. Исследования сконцентрированы на стабилизации наночастиц, кластеров и отдельных атомов серебра и платины на поверхности оксида церия за счет сильного связывания с поверхностью. Это позволяет значительно улучшить активность таких катализаторов, а также получить доступные материалы при низком содержании дорогостоящих благородных металлов, – поясняет руководитель проекта, старший научный сотрудник лаборатории (ЛКИ ХФ) Григорий Мамонтов.

Если говорить о практической значимости исследований, задача разрабатываемых катализаторов – нейтрализовать выбросы опасных веществ промышленных предприятий и транспорта. У каждого автомобиля есть катализаторный блок, куда устанавливается сложная система, которая последовательно нейтрализует выхлоп. Такие же блоки должны быть предусмотрены и на производствах. Разрабатываемые в ходе фундаментальных исследований катализаторы можно будет дорабатывать под конкретную практическую задачу по очистке воздуха.

Структура поверхности катализатора с наночастицами серебра (Ag) на подложке оксида церия (CeO2) и подтверждение спектральными данными / ©Пресс-служба ТГУ

Исследования проводятся в рамках двух проектов. Первый – проект Российского научного фонда на проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых «Разработка принципов управления каталитическими свойствами нанесенных катализаторов путем контроля взаимодействия активный компонент – носитель», который рассчитан на три года, а работа началась летом 2018 года. Второй относится к категории проектов ведущего исследовательского университета (ВИУ) и был реализован в 2018–2019 годах (руководитель – профессор, ведущий научный сотрудник ЛКИ ХФ Ольга Водянкина).

Исследования проводит коллектив ЛКИ ХФ с участием группы профессора Леонарды Франчески Лиотты (Leonarda Francesca Liotta) из института исследований наноструктурных материалов итальянского исследовательского совета (CNR-ISMN, Палермо, Италия). Младший научный сотрудник ЛКИ ХФ Мария Грабченко, первый автор опубликованной высокорейтинговой статьи, в 2017–2018 годах успешно прошла стажировку в этом институте.

В последнее время исследовательский уровень и практическая эффективность наших работ постоянно растет, – отмечает руководитель проекта ВИУ, профессор Ольга Водянкина. – Безусловно, этому способствует реализация Проекта 5–100 в Томском государственном университете, открывающая новые возможности и создающая перспективы для дальнейшего роста на основе развития международного научного сотрудничества.