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. Целью данного проекта является разработка эффективного, экологически привлекательного, соответствующего принципам «зеленой химии» метода электросинтеза высокоэффективных псевдогомогенных металлических нанокатализаторов. Проектом предусматриваются исследования по медиаторному электросинтезу псевдогомогенных металлических нанокатализаторов, представляющих собой НЧ-М (М = Ag, Au, Pd, AuPd, CuPd) в оболочке стабилизатора (М@стабилизатор) на носителях из оксидов металлов M2xOy (Al2O3, ZnO, TiO2, CuO, FeO), наноцеллюлозы (НЦ), и исследование их каталитических свойств в тестовых химических реакциях в водных средах. Нанокомпозит М@стабилизатор/НЦ будет получен в одну стадию медиаторным восстановлением ионов металлов в присутствии стабилизатора и НЦ, а композит М@стабилизатор/M2xOy в две стадии. На первой стадии медиаторным восстановлением растворенного кислорода до супероксид-иона в ДМФА в присутствии стабилизатора и ионов металлов, генерируемых in situ растворением металла анода в ходе электролиза получается композит M2xOy@стабилизатор. На второй стадии проводится медиаторное восстановление ионов металлов в полученном растворе M2xOy@стабилизатор в инертной атмосфере. Биметаллические наночастицы планируется получить последовательным и совместным восстановлением ионов двух металлов. На всех стадиях синтеза нанокатализаторов в качестве медиатора планируется использовать метилвиологен при потенциалах его одноэлектронного восстановления до катион-радикала, а в качестве стабилизаторов – поли(N-винилпирролидон) и цетилтриметиламмоний хлорид. Нанокомпозиты будут охарактеризованы комплексом методов (циклической вольтамперометрии, УФ-видимой-, ИК-спектроскопии, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, микрозондового элементного анализа, порошковой рентгеновской дифракции, динамического светорассеяния). Каталитическая активность полученных нанокомпозитов будет тестироваться в реакциях восстановления нитроароматических соединений и сочетания Сузуки (наночастицы, содержащие Pd) в водной среде.