Исследователи из Томского государственного университета (ТГУ), Новосибирского государственного университета (НГУ) и Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН совместно ищут способы повышения эффективности катализаторов на основе диоксида церия и благородных металлов для нейтрализации выхлопных газов и продуктов горения. Отчет об исследовании опубликован в журнале Catalysis Science & Technology, популярно о нем рассказывается в сообщении пресс-службы ТГУ.

Обычно для создания катализаторов, применяемых для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, используется диоксид церия в соединениями с другими веществами: оксидами редкоземельных металлов, циркония, титана и других. Катализаторы окисляют моноксида углерода и углеводородов, присутствующих в выхлопных газах, а также восстанавливают окислы азота. Как правило, диоксид церия получают химическими методами.

В ТГУ впервые в мире это вещество было получено методом импульсной лазерной абляции. Кроме того, здесь добились значительного ускорения процесса, что позволило увеличить производительность метода. В результате с минимальными затратами можно быстро получать различные варианты катализаторов в объемах, достаточных для проведения исследований. Данная технология заинтересовала ученых из лаборатории синтеза и физико-химических исследований новых композитных катализаторов (ЛСиФХИНКК). Уже несколько лет томские и новосибирские ученые работают вместе.

«Катализаторы системы «оксид церия-драгметалл» – одни из самых результативных, они являются термически стабильными и работают даже при отрицательных температурах. Мы изучаем каталитически активные фазы и центры поверхности, обеспечивающие высокую эффективность таких катализаторов. Мы получаем коллоидные растворы наночастиц диоксида церия и палладия, смешиваем их до однородной среды, после чего высушиваем. В результате образуется нанокристаллический композитный порошок. Чтобы получить его другим способом, например химическим, пришлось бы потратить больше времени. А наш способ, благодаря высокой вариативности, может эффективно использоваться именно на стадии исследований в области создания новых наноматериалов. А уже потом масштабировать их можно другим методом», – приводятся в сообщении пояснения сотрудника лаборатории новых материалов и перспективных технологий СФТИ ТГУ Валерия Светличного.

В Институте катализа проводят испытания образцов, физико-химические исследования микроструктуры катализаторов и состояния компонентов, и затем вносят коррективы в дальнейший процесс их приготовления. В результате найдены оптимальные условия производства и получен катализатор, по эффективности не уступающий мировым аналогам, приготовленным химическими методами.

Как полагают разработчики, катализаторы могут быть востребованы в автомобильной промышленности, так как они снижают вред, который отработавшие газы наносят атмосфере, и превращают токсичные компоненты в нетоксичные. Напомним, выхлопные газы являются одним из важных факторов загрязнения окружающей среды. Многочисленные исследования доказали, что повышенное содержание в выхлопных газах оксидов углерода, оксидов азота, углеводородов, альдегидов, сажи и других веществ отрицательно влияет на здоровье людей, провоцирует развитие заболеваний дыхательных путей и становится одним из факторов. влияющих на глобальное потепление.