Ученые ЮФУ диагностировали реакции палладиевых нанокатализаторов на источниках синхротронного излучения

В результате исследования были установлены фундаментальные взаимосвязи между структурой нанокатализаторов на основе палладия и их активностью в промышленно-значимых реакциях. Это позволит создать более эффективные катализаторы для нефтехимической промышленности. Они улучшат характеристики и снизят стоимость производимых полимеров, пластмасс, синтетических каучуков, а также повысят эффективность катализаторов выхлопной системы автомобилей, работающих на газомоторном топливе, что, в свою очередь, поможет снизить выбросы метана в атмосферу.

Нанокатализаторы на основе палладия используются в нефтехимической, тонкой химической, пищевой, а также автомобильной промышленности. Целью проекта являлось установление механизмов, происходящих на поверхности катализаторов в ряде промышленно-значимых реакций непосредственно в ходе работы катализатора при реалистичных технологических условиях.

Исследователи разработали комплекс экспериментальных и теоретических подходов для in situ (т.е. в режиме реального времени в контролируемой атмосфере) и operando (т.е. в условиях протекания каталитической реакции с контролем выходных продуктов в режиме реального времени) диагностики палладиевых нанокатализаторов на источниках синхротронного излучения.

«В рамках проекта было проведено девять экспериментов на крупнейших источниках синхротронного излучения в России, Германии, Франции и Швейцарии, большинство из которых прошло жесткий конкурсный отбор на получение экспериментального времени. Привлекая самую современную мировую инфраструктуру, такие исследования, с одной стороны, имеют фундаментальную научную ценность, а с другой, направлены на развитие методов для анализа промышленно-значимых систем. В частности, для эффективного экспериментального анализа нанокатализаторов была разработана и успешно апробирована «Ячейка для спектральной диагностики», на которую был получен патент на полезную модель», – прокомментировал директор Международной исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ Александр Солдатов.

Для достижения поставленной задачи было использовано уникальное научное оборудование установок «мегасайенс» – источников синхротронного излучения, в режимах in situ, operando и при модуляционных воздействиях.

Активное участие в экспериментальных исследованиях на синхротронных центрах ESRF (Франция) и DESY (Германия) приняли аспиранты Олег Усольцев, Алина Скорынина и Илья Панкин. Молодые исследователи были также вовлечены в процесс анализа рентгеноспектральных данных с применением оригинальных теоретических подходов, разработанных в МИИ ИМ ЮФУ.

Проект был реализован на базе Международного исследовательского института интеллектуальных материалов Южного федерального университета совместно со Швейцарской высшей технологической школой Цюриха. Список научных публикаций по теме исследования в журналах первого квартиля по Scopus доступен на странице проекта.

Статья и фото: minobrnauki.gov.ru

Добавить комментарий