Специалисты нескольких российских вузов и НИИ предложили использовать промышленные отходы переработки растительного сырья для производства катализаторов, перспективных в химической и фармацевтической промышленности. Новый подход способствует утилизации отходов и позволяет эффективнее расходовать дорогие каталитические материалы, такие как палладий.

При использовании палладиевых катализаторов на основе углеродных носителей нередко возникает эффект «мертвого металла», когда наночастицы металла блокируются в порах носителя, и перестают участвовать в химической реакции. В промышленных масштабах это приводит к значительному снижению эффективности катализа и увеличению себестоимости продукции.

Для решения этой проблемы ученые из Университета МИСИС, Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, Южно-Российского государственного политехнического университета им. М.И. Платова, Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН и Сколтеха провели исследование, в ходе которого для повышения эффективности катализа использовали жидкие гумины — побочный продукт, образующийся при производстве фурановых соединений из растительной биомассы.

Смешав их с азотсодержащим меламином и проведя термическую обработку, исследователи синтезировали углеродный материал с низкой пористостью и высоким содержанием азота, который оказался эффективной подложкой для наночастиц палладия. Именно такая структура обеспечила высокую доступность активного металла.

«Мы предложили не просто решение одной из проблем гетерогенного катализа, а подход, превращающий промышленные отходы в ценное возобновляемое сырье. Это еще один шаг к устойчивому развитию и экономике замкнутого цикла», — отметил один из авторов исследования, инженер научного проекта кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов Университета МИСИС Евгений Колесников.

Результаты показали, что новый катализатор на основе азотсодержащего углеродного носителя не только превзошел аналоги по активности, но и показал высокую стабильность при многократном использовании. Это делает его перспективным для производства лекарств, красителей, пестицидов и других высокотехнологичных продуктов.

Источник: https://minobrnauki.gov.ru/press-center/news/nauka/97742/