Ученые создали стойкий к взаимодействию с серой катализатор на базе бора и вольфрама

Российские и зарубежные химики обнаружили, что катализатор из пентаборида вольфрама не теряет эффективности при взаимодействиях с соединениями серы, что позволяет использовать его для очистки промышленных выхлопных газов и решения других химических задач. Об этом в понедельник сообщила пресс-служба «Сколтеха» (входит в группу ВЭБ.РФ).

«Катализаторы на базе благородных и редкоземельных металлов отравляются серосодержащими соединениями, поэтому нам было важно рассмотреть большое число газов и их положений на поверхности материала. Мы рассмотрели десять молекул атмосферных газов, в том числе углекислый газ. По предварительным данным, наш катализатор не отравляется. Это весомое преимущество, помимо цены», — пояснила исследователь из «Сколтеха» Александра Радина, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Радина и ее коллеги совершили это открытие при изучении свойств пентаборида вольфрама, перспективного материала для обрабатывающей промышленности, который был недавно открыт российскими учеными сначала при помощи расчетов, а затем был синтезирован и изучен на практике. При проведении первых опытов с этим материалов ученые также обнаружили, что он способен ускорять многие реакции, в том числе окисление угарного газа.

Данное открытие заставило исследователей всесторонне изучить, как поверхность пентаборида вольфрама взаимодействует с различными молекулами газов. В их число вошли угарный и углекислый газ, водород, азот, кислород, оксиды азота и серы, а также другие вещества, которые часто используются в химической промышленности или присутствуют в выхлопных газах промышленных предприятий и автомобилей.

Проведенные учеными расчеты показали, что лучше всего с угарным газом, водородом, кислородом и другими полезными газами взаимодействуют те частицы пентаборида бора, на поверхности которых присутствует максимальное число атомов бора. По словам исследователей, это открытие стало для них полной неожиданностью, так как они ожидали, что ключевую роль в ускорении реакций будут играть атомы металла, а не бора.

При этом исследователи обнаружили, что данные типы поверхностей пентаборида бора плохо связываются с двуокисью серы и другими серосодержащими веществами, чье накопление в толще уже применяемых катализаторов на базе платины и других металлов ведет к их «отравлению» и резкому снижению в эффективности. Это позволяет использовать пентаборид бора в качестве дешевой и при этом долговечной основы для катализаторов, применяемых для очистки выхлопных газов, производства водорода и решения массы других задач, подытожили ученые.