Ученые из Кардиффа открыли новые, неожиданные сферы применения золота – благородного металла, которые считается химически «неинтересным», так как практические не вступает в реакции с другими веществами.
Исследователи из Школы Химии (School of Chemistry) стали одними из первых, кто начал заниматься развитием революционного потенциала золота, способного ускорять и оптимизировать химические процессы в самых разных отраслях промышленности – от получения пластика до производства экологически чистой энергии. Работа ученых показывает, что основные преимущества этого металла как катализатора заключаются в долгом сроке его службы, необычно высокой реакционной способности и специфичного соответствия по отношению к желаемому продукту.
«Золото очаровывает людей тысячелетиями, в основном из-за своей устойчивости к коррозии и вытекающей из этого не увядающей красоты», - говорит директор Института катализа Кардиффа (Cardiff Catalysis Institute, CCI), профессор Грэм Хатчингс. «Тем не менее, при расщеплении на наночастицы, содержащие всего лишь несколько сотен атомов, золото не только меняет цвет, оно становится невероятно реакционным, противореча старой поговорке о том, что «не все золото, что блестит». Наше исследование эффективности наночастиц золота в химических и биологических процессах показывает, что в этой форме оно вступает в реакцию быстрее, легче и энергетически более эффективно, чем многие другие катализаторы».
На катализе основано производство 80-90% всех товаров. Он предполагает наличие материала, не являющегося реактантом и ускоряющего определенную химическую реакцию без необходимости в увеличении ее температуры. Широко использовавшиеся катализаторы, которые, например, содержат ртуть, доказали свою неэффективность, опасность для окружающей среды и здоровья человека. Ученые же удалось обнаружить, что золото – это не только заслуживающая внимания альтернатива, но в некоторых случаях самый лучший катализатор из всех возможных.
Профессор Грэм Хатчингс верит, что золото обладает потенциалом сохранять жизни, улучшать здоровье человека и очищать окружающую среду: «Слишком много процессов; они производят много отходов и мало продукта. Благодаря катализу, основанному на золоте, мы можем сократить количество выбрасываемых отходов и увеличить продуктивность множества процессов. Чем больше мы узнаем об этом драгоценном металле, тем больше я чувствую, что общество неправильно его оценивает».
«Одним из наших первых открытий стало то, что золото – это лучший катализатор образования винилхлорида – основного компонента производства ПВХ, а также то, что оно обладает потенциалом заменить опасный для окружающей среды ртутный катализ, и это может быть главным преимуществом для общества. Золото также находит свое применение в качестве катализатора для окисления монооксида углерода до диоксида углерода. Существует возможность использовать этот процесс во время стихийных бедствий, когда человек попадает в замкнутое пространство, например, шахту, и появляется необходимость удалить отравляющий монооксид углерода (СО) из воздуха. Тем не менее, существует и мирная сфера использования – в домашних условиях – для оборудования, которое может представлять опасность с точки зрения выделения CO в результате недостаточного сгорания, например, газонагревателей, кухонных плит, бензиновых двигателей», - добавляет профессор Хатчингс.
Технологии катализа постоянно развиваются в стремлении достигнуть новых уровней активности и избирательности необходимых обществу химических продуктов. Золото в качестве катализатора может позволить лучше использовать драгоценные металлы и развивать новые, «зеленые» источники топлива, пластика и других химикатов из возобновляемых источников, например, кукурузного крахмала, глицерина и вторсырья. Более разумное применение катализа также снизит потребление энергии и поможет в децентрализации такой деятельности, как очистка воды и мелкомасштабная выработка электричества.
Сегодня в Институте катализа Кардиффа занимаются изучением возможности использовать золото в качестве катализатора «холодного запуска» в выхлопных системах автомобилей. Это должно сократить выбросы углерода. Активность имеющихся на сегодняшний день катализаторов зависит от температуры выхлопов. Это означает, что большая часть выбросов CO и NOx попадает в атмосферу в течение первых нескольких минут после пуска двигателя. Золото может «работать» при более низких температурах, чем обычные катализаторы, и таким образом действовать на более раннем этапе. Перевод С.Верхозина для сайта zolotodb.ru
Источник: http://phys.org/
-0+0
