Исследователям ИОХ РАН удалось синтезировать катализатор разложения закиси азота с использованием микроволнового излучения
Закись азота N2O является одним из основных парниковых газов, а также оказывает серьезное загрязняющее действие на окружающую среду. Значительная часть N2O образуется в результате деятельности человека: сельское хозяйство и производство азотной и адипиновой кислот приводят к образованию около 5 мегатонн N2O ежегодно. В настоящее время наиболее эффективным методом утилизации закиси азота является ее каталитическое разложение с образованием азота и кислорода при относительно высоких температурах (300-800 °C). Наиболее активными катализаторами этих процессов являются системы на основе благородных металлов, таких как родий и рутений. Однако ввиду их высокой стоимости химиками ведется активный поиск каталитических систем на основе оксидов неблагородных металлов. Ортоферрит лантана LaFeO3 является отличным кандидатом на эту роль из-за его хорошей термической стабильности, окислительно-восстановительных свойств и подвижности кислорода в решетке.
В своей последней работе исследователи лаборатории №14 ИОХ РАН совместно с НИТУ МИСиС и МГУ им. М.В. Ломоносова сравнили образцы ортоферрита лантана, полученные с помощью традиционного гидротермального подхода и гидротермального метода с использованием микроволнового излучения в качестве источника тепла, предложенного ранее этой исследовательской группой. В работе показано, что способ получения материала оказывает заметное влияние на его свойства. Микроволновой подход приводит к сокращению времени и температуры синтеза, уменьшению размера частиц и, как следствие, более высокой удельной поверхности катализатора и активности в каталитическом разложении закиси азота. Таким образом, гидротермальный метод с использованием микроволнового излучения демонстрирует большой потенциал в качестве эффективного и простого метода изготовления функциональных материалов различного назначения.
Источник:
Egor M. Kostyukhin, Alexander L. Kustov, Nikolay V. Evdokimenko, Andrey I. Bazlov, Leonid M. Kustov Hydrothermal microwave-assisted synthesis of LaFeO3 catalyst for N2O decomposition J. Am. Ceram. Soc. 2021, 104, 492– 503. DOI: 10.1111/jace.17463.