Перовскиты продлили жизнь платиновым частицам в автомобильных катализаторах
Британские и корейские химики сумели продлить жизнь платиновым катализаторам для очистки автомобильных выхлопов. Они сначала ввели платину в решетку перовскита, а затем восстановили ее и получили наночастицы, равномерное распределенные по поверхности перовскита. В результате катализатор стал не только стабильнее, но и эффективнее, так как кислород из перовскитной решетки усилил каталитическое действие платины. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Chemistry.
Выхлоп автомобилей содержит в себе одновременно несколько ядовитых газов: это газообразные углеводороды, монооксид угдерода СО, оксиды азота NO и NO2. Для того чтобы эти вещества не попадали в атмосферу, их пропускают через каталитический конвертер. Очистка включает в себя несколько процессов — окисление монооксида углерода и остатков газообразных углеводородов, восстановление примесей оксидов азота до молекулярного азота N2 и удаление аммиака, который получается из оксидов азота в виде побочного продукта.
Лучшими катализаторами считаются благородные металлы — платина и палладий. Чаще всего в конвертерах используют катализатор из пористого оксида алюминия c добавками от половины до двух массовых процентов платины в виде наночастиц. Это позволяет экономить ценный металл и делать катализаторы дешевле. Однако, при высокой температуре платиновые наночастицы постепенно собираются в более крупные частицы и агломераты (этот процесс называют спеканием), от этого эффективность катализатора снижается. Поэтому чем старше автомобиль, тем больше вредных газов он выбрасывает в атмосферу.
Джон Ирвайн (John T. S. Irvine) из Сент-Эндрюсского университета и его коллеги из Южной Кореи и Великобритании попробовали продлить жизнь платиновых наночастиц, поместив их в другую матрицу — титанаты лантана со структурой перовскита.