Команда из Кардиффского института катализаторов, Университета Лихай и Национальной лаборатории Ок-Ридж при Министерстве энергетики США разработала новую группу катализаторов, которые могут производить перекись водорода (H2O2) по запросу с помощью простого одностадийного процесса. открытие возможности производства химического вещества в некоторых из беднейших, удаленных и пострадавших от стихийных бедствий регионов мира.
Их результаты опубликованы в журнале Science.
«Используя наш новый катализатор, мы создали метод эффективного производства H2O2 по запросу в быстром одноэтапном процессе», — сказал соавтор исследования доктор Саймон Фрикли из Кардиффского института катализа.
«Возможность производить H2O2 напрямую открывает целый ряд возможностей, в первую очередь в области очистки воды, где было бы необходимо иметь возможность производить химикаты на месте, где безопасная и чистая питьевая вода имеет первостепенное значение."
Ежегодно промышленность производит более четырех миллионов тонн H2O2, преимущественно в рамках большого многоступенчатого процесса, который требует транспортировки высококонцентрированных растворов H2O2 до разбавления в месте использования. В настоящее время H2O2 используется для отбеливания бумаги, дезинфекции и очистки воды, а также в промышленности химического синтеза.
Хотя централизованные системы обеспечивают адекватное снабжение чистой водой миллиарды домашних хозяйств по всему миру, многие люди по-прежнему не имеют доступа к этим крупномасштабным системам водоснабжения и поэтому вынуждены полагаться на децентрализованные системы в качестве безопасного источника воды.
Команда, возглавляемая профессором Грэмом Хатчингсом, ранее разработала современный катализатор из наночастиц палладия и золота, который помог создать H2O2 из водорода и кислорода.
Теперь команда показала, что золото можно заменить пятью различными легкодоступными металлами, включая олово, цинк и кобальт, чтобы сформировать гораздо более дешевую и более эффективную группу катализаторов для этой конкретной реакции.
Соавтор исследования профессор Грэм Хатчингс сказал: «Наш новый катализатор показывает, что можно добиться столь же высокого использования водорода для образования перекиси водорода, заменив золото в катализаторах дешевыми легкодоступными металлами, что значительно снижает затраты.
«Вместо того, чтобы заменять текущий производственный процесс, мы предполагаем, что этот катализатор будет использоваться там, где требуются низкие концентрации перекиси водорода. Например, мы могли видеть, как наш катализатор используется в децентрализованных системах очистки воды, в которых быстрое производство перекиси водорода по требованию будет иметь важное значение.
«Мы уже ведем переговоры с представителями отрасли, чтобы увидеть, как этот катализатор можно развивать дальше."