Химикам Базельского университета удалось найти замену осмию в катализаторах
Химикам Базельского университета удалось заменить редкие элементы — осмий и рутений в люминофорах и катализаторах на хром, 14 августа сообщает портал научных новостей IDW.
Профессор, доктор наук Оливер Венгер с химического факультета Базельского университета разработал соединения хрома, которые могут заменить драгоценные металлы осмий и рутений в люминофорах и катализаторах — два элемента, столь же редких, как золото или платина.
Группа исследователей под руководством Венгера сообщила журналу Nature Chemistry, что люминофорные свойства новых хромовых материалов почти так же хороши, как и ранее использовавшиеся соединения осмия. При этом хром примерно в 20 000 раз чаще встречается в земной коре, чем осмий, и он намного дешевле.
Новые материалы также оказались эффективными катализаторами фотохимических реакций, то есть процессов, которые запускаются под действием света, например при фотосинтезе. Растения используют его для преобразования энергии солнечного света в богатую энергией глюкозу и другие вещества, которые обеспечивают энергию для биологических процессов.
Если новые соединения хрома облучать красной лампой, энергия света может накапливаться в молекулах, которые, в свою очередь, могут использоваться в качестве топлива для других процессов. «Таким образом, здесь есть потенциал для использования наших новых материалов в искусственном фотосинтезе для производства солнечного топлива», — объясняет Венгер.
Чтобы заставить атомы хрома светиться и сделать их пригодными для использования в качестве катализатора, исследователи встроили их в органический молекулярный каркас, состоящий из углерода, азота и водорода. Команда разработала этот органический каркас таким образом, чтобы он был особенно жестким, а атомы хрома были хорошо упакованы.
В такой специально созданной среде можно свести к минимуму потери энергии из-за нежелательных молекулярных колебаний и оптимизировать люминофорные и каталитические свойства. Хром требует более сложного каркаса, чем драгоценные металлы. Это является недостатком новых материалов и требует дальнейших исследований в будущем.
