Революційний прорив у каталітичному виробництві перекису водню за допомогою кобальтового каталізатора

Інноваційні підходи до виробництва пероксиду водню: новий каталітичний матеріал з кобальту

Пероксид водню є одним із ключових елементів сучасної промисловості, який використовується в багатьох сферах, від медицини до хімічної індустрії. Традиційні методи його виробництва зазвичай енергоємні та складні, зокрема окиснення за антракіноновим методом. Проте нові дослідження відкривають перед нами потенціал альтернативних підходів.

Революційний каталіст з використанням кобальту та графену

Дослідники з Далянського інституту хімічної фізики створили новий вид каталітичного матеріалу з рівномірно дисперсованими атомами кобальту, які мають структуру Co-N4. Використовуючи фосфатно-функціоналізований відновлений графеновий оксид як основу, вони досягли стабільного поєднання в формі Co@rGO-P. Синтез цього матеріалу базувався на термічній трансформації з використанням COPC як попередника.

У поєднанні з нанолистами периленететракарбонової кислоти (PTA) утворюються гетероструктури, здатні до ефективної генерації H2O2 під дією видимого світла. Цей підхід є несакрифікованим, що робить його привабливим для екологічних рішень.

Штучна фотосинтеза: новий підхід до стійкості

Одним із перспективних методів для отримання пероксиду водню є штучна фотосинтеза з використанням води та кисню. Використання сонячної енергії і спеціальних напівпровідникових фотокаталістів дозволяє дослідникам пропонувати нові рішення. Проте традиційні фотокаталісти стикаються з обмеженнями через недостатню кількість каталізаторних сайтів та проблему розділення зарядів.

Нанолисти PTA в нещодавніх дослідженнях показали свою ефективність у генерації H2O2, проте їх здібності обмежуються поганим розподілом зарядів та недостатньою кількістю активних центрів.

Включення кобальту: покращення активності каталізаторів

Включення металів, таких як кобальт, у вигляді окремих атомів значно підвищує активність каталізаторів. Це дозволяє максимізувати кількість активних центрів і забезпечує контроль над реакційними шляхами. Металеві фталоціаніни виявляються перспективними попередниками завдяки їх унікальній метал-азотній координації, яка запобігає агрегації атомів.

Таким чином, ця робота демонструє суттєвий крок уперед у напрямку більш ефективного та екологічного виробництва пероксиду водню. Завдяки новаторському підходу, можливості штучної фотосинтези можуть стати реальністю, пропонуючи стійкі рішення для промисловості.