Los químicos rusos de NUST MISIS han desarrollado un nuevo catalizador híbrido para la oxidación de monóxido de carbono que consiste en nitruro de boro hexagonal y nanopartículas de plata. Este material permite obtener una conversión completa de monóxido de carbono a solo 194 grados Celsius. Como se indica en el Revista de catálisis , esta temperatura no se acerca a las temperaturas récord del proceso, pero en el futuro Los químicos pueden reducir más la temperatura de catálisis aumentando la concentración de plata en el material híbrido.

El monóxido de carbono (óxido carbonoso) es uno de los gases más dañinos para las personas, pero el gas está en todas partes, ya que se libera a través del escape del motor de un automóvil. Convertidores catalíticos, que oxidan el gas a dióxido de nitrógeno no tóxico a través de reacciones catalíticas, se utilizan normalmente para eliminar los gases de escape de monóxido de carbono de los coches. Sin embargo, debido al aumento de la eficiencia de los motores modernos y una disminución de la temperatura de los gases de escape, Los catalizadores han perdido drásticamente la eficiencia y, como resultado, el contenido de monóxido de carbono ha aumentado en ellos.

Para combatir este efecto, Los químicos están buscando activamente nuevos tipos de catalizadores para la oxidación del CO que puedan funcionar a temperaturas relativamente bajas, alrededor de 150-200 grados Celsius. Los científicos estadounidenses han desarrollado recientemente un catalizador para la oxidación de monóxido de carbono de átomos de platino individuales distribuidos sobre la superficie del óxido de cerio. Algunos materiales han permitido a los científicos oxidar el CO con una tasa de conversión más baja a temperaturas por debajo de los 100 grados.

Un grupo de químicos de Rusia y Australia dirigido por el profesor Dmitri V. Golberg de NUST MISIS ha descubierto un nuevo catalizador eficaz que se puede utilizar para convertir el monóxido de carbono. Los científicos habían demostrado anteriormente que los materiales híbridos basados ​​en nitruro de boro hexagonal y nanopartículas de plata son prometedores para este propósito. Materiales similares, donde el nitruro de boro sirvió como matriz portadora para nanopartículas metálicas del catalizador, también se han propuesto, incluso para la oxidación del monóxido de carbono, pero anteriormente se pensaba que el oro y el platino eran los mejores metales para conducir la oxidación.

Resulta que los materiales híbridos con nanopartículas de plata más baratas también son un catalizador muy eficaz. Para obtener estas nanopartículas de plata, Los investigadores utilizaron la reacción de descomposición del nitrato de plata bajo el efecto de la luz ultravioleta en una solución de polietilenglicol. Este enfoque permite a los científicos obtener partículas de plata monodispersas de hasta 10 nanómetros de tamaño, que se depositan uniformemente sobre la superficie del nitruro de boro en capas y sobre la matriz polimérica de polietilenglicol.

Materiales con la máxima concentración de nanopartículas de plata, que ascendió a aproximadamente 1,4 por ciento en peso, resultó ser el más eficaz. Un catalizador híbrido de este tipo permite que el monóxido de carbono se oxide a dióxido de carbono a una temperatura de solo 194 grados Celsius. Este número aún está lejos de los valores récord, pero según los investigadores, en el futuro, la temperatura del trabajo del catalizador se puede reducir aún más aumentando la concentración de nanopartículas de plata, y en particular, transformándolos de la matriz del polímero en nitruro de boro.

Sin embargo, Los científicos notan que los parámetros actuales del catalizador solo permiten usarlos para limpiar cosas como fábricas que emiten emisiones nocivas. En el futuro, reduciendo la temperatura de conversión del monóxido de carbono, Estos materiales también pueden usarse para reducir la proporción de monóxido de carbono en las emisiones de vehículos.

El desarrollo de catalizadores para la oxidación de monóxido de carbono a dióxido de carbono es relevante para la purificación de emisiones nocivas, así como catalizadores para otras reacciones de gases, como las que manejan la descomposición del metano o para reducir el dióxido de carbono a hidrocarburos. Científicos de todo el mundo están desarrollando estos catalizadores para resolver una serie de problemas tecnológicos y ecológicos.