Электросинтез и каталитическая активность псевдогомогенных металлических нанокатализаторов

Для разработки энерго- и ресурсосберегающих, экологически безопасных технологий получения практически полезных веществ и материалов, а также для создания систем преобразования энергии востребованы высокоэффективные металлические гетерогенные катализаторы. В соответствии с заявленными целями проекта за три года выполнения проекта осуществлен электросинтез псевдогомогенных металлических нанокатализаторов, представляющих собой моно- и биметаллические НЧ-М (М = Ag, Au, Pd, AuPd, CuPd) в оболочке стабилизатора (М@стабилизатор) на носителях из оксидо-гидроксидов металлов M2xOy (Al2O3-хAl(OH)3, ZnO-хZn(OH)2, TiO2-хTi(OH)4, CuO-xCu(OH2, FeO-xFe(OH)2)), наноцеллюлозы (НЦ), и исследованы их каталитические свойства в тестовой химической реакции восстановления п-нитрофенола в водных средах. Нанокомпозит М@стабилизатор/НЦ получен в одну стадию восстановлением ионов металлов в присутствии стабилизатора и НЦ, а композит М@стабилизатор/M2xOy в две стадии. На первой стадии восстановлением растворенного кислорода до супероксид-иона в ДМФА в присутствии стабилизатора и ионов металлов, генерируемых in situ растворением металла анода в ходе электролиза получен композит M2xOy@стабилизатор. На второй стадии проводится медиаторное восстановление ионов металлов в полученном растворе M2xOy@стабилизатор в инертной атмосфере (аргон) и получается целевой композит М@стабилизатор/M2xOy. Биметаллические наночастицы получены последовательным и совместным восстановлением ионов двух металлов. На всех стадиях синтеза нанокатализаторов в качестве медиатора используется метилвиологен при потенциалах его одноэлектронного восстановления до катион-радикала, а в качестве стабилизаторов – поли(N-винилпирролидон) и цетилтриметиламмоний хлорид. Нанокомпозиты охарактеризованы комплексом методов (циклической вольтамперометрии, УФ-видимой-, ИК-спектроскопии, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, микрозондового элементного анализа, порошковой рентгеновской дифракции, динамического светорассеяния). Показана высокая каталитическая активность полученных псевдогомогенных катализаторов. Вся программа исследований выполнена полностью. По результатам работы опубликовано 5 статей, еще одна статья находится в печати.