Новости
Библиотека
Таблица эл-тов
Биографии
Карта сайтов
Ссылки
О сайте


Пользовательского поиска




23.10.2012

Новый катализатор умерит энергоёмкость процесса Габера

Процесс Габера химическая промышленность использует для фиксации атмосферного азота, получая более 160 млн тонн аммиака в год; бoльшая часть этого аммиака конвертируется в сульфат аммония для использования в качестве удобрения.

Изначально процесс Габера эксплуатировал в качестве катализатора сверхдрагоценный осмий. Позже, в 1909 году, под чутким руководством компании BASF благородный металл был заменён на катализатор на основе железа, использование которого требует высоких температур (400–600 °С) и не менее высоких давлений (20–40 МПа). В результате производство аммиака ежегодно потребляет 1% всей генерируемой на Земле энергии!

Понятно, что с этим надо было что-то делать. Относительным успехом здесь стало открытие того, что применение вместо железных рутениевых катализаторов позволяет намного снизить давление и температуру в реакционной камере. Однако рутений, как и многие благородные металлы, неравнодушен к водороду и быстро им отравляется (водород в виде гидрид-ионов связывается с поверхностью металла, лишая её активности). И вот учёным из Токийского технологического института (Япония) наконец удалось разработать эффективный рутениевый катализатор, способный избежать водородного отравления благодаря своим лигандам.

Сложная структура нового катализатора и катализируемый им процесс (иллюстрация Nature)
Сложная структура нового катализатора и катализируемый им процесс (иллюстрация Nature)

Химики обнаружили, что в данной реакции стабильный электрид [Ca24Al28O64]4+(e-)4 является эффективным электрон-донорным лигандом, активизирующим диссоциацию тройной связи N—N. Кроме того, способность этого лиганда абсорбировать в своей кристаллической структуре гидрид-ионы (H) позволяет избегать значительного водородного отравления центрального металла. По словам учёных, электроны, инкапсулированные в субнанометровые ячейки электрида, могут быть легко замещены гидрид-ионами: это естественное свойство материала, определяемое положительным зарядом ячеек кристаллической решётки.

Несмотря на очень высокую стоимость рутения по сравнению с используемым вот уже более 100 лет железным катализатором, его способность работать при значительно более низкой температуре и давлении позволит, по мнению авторов работы, быстро окупить все накладные расходы за счёт внушительной экономии энергии.

Все подробности исследования представлены в статье, опубликованной в журнале Nature Chemistry.

Подготовлено по материалам Chemistry World.

Роман Иванов


Источники:

  1. КОМПЬЮЛЕНТА



ИНТЕРЕСНО:

Новый метод анализа белков работает в 50 раз быстрее

Создана первая «химическая память» объемом в 1 бит

193 года назад впервые получено органическое соединение из неорганических

Ученые разработали программу, которая высчитывает свойства молекул сложных химических соединений

Самосборкой получены структуры из 144 молекулярных компонентов

Учёные создали нанореактор для производства водорода

Ученые из Швеции создали «деревянное стекло»

Разработан новый метод создания молекул

Японские ученые создали жидкий квазиметалл, застывающий на свету

Нобелевскую премию по химии присудили за синтез молекулярных машин

Новая компьютерная программа предсказывает химические связи

Получены цветные изображения на электронном микроскопе

В упавшем в России метеорите обнаружен уникальный квазикристалл

10 невероятно опасных химических веществ

Создатель «суперклея» Гарри Кувер – химик и изобретатель, автор 460 патентов, самый известный из которых так и не помог ему разбогатеть




© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://chemlib.ru/ 'ChemLib.ru: Библиотека по химии'