Коллоидный синтез Pd-содержащих наночастиц как способ повышения стабильности и активности катализатора в термокаталитических сенсорах горючих газов

Настоящий проект посвящен разработке подходов к получению каталитически активных материалов с высокой долговременной стабильностью для миниатюрных термокаталитических сенсоров метана пеллисторного типа. За основу катализатора будет взята классическая система Pd/Al2O3, широко зарекомендовавшая себя как в объемных катализаторах промышленно важных процессов, так и при изготовлении термокаталитических газовых сенсоров. Для получения наночастиц Pd будет использован коллоидный метод синтеза с применением «горячей инжекции», заключающейся в быстром введении прекурсоров в нагретый до температур 100-300 °С неполярный растворитель, содержащий стабилизатор. Данный метод не имеет равных с точки зрения возможности точного контроля размера, дисперсности, состава и формы наночастиц, а также обеспечивает высокую воспроизводимость. Ранее было продемонстрировано, что коллоидный синтез позволяет получать объемные катализаторы, которые по активности и стабильности превосходят аналоги, полученные с помощью классических технологий пропитки и осаждения. Необходимо отметить, что для создания термокаталитических сенсоров данный подход будет использован впервые, что подчеркивает научную новизну данного исследования. Для повышения термической стабильности и устойчивости к каталитическим ядам Pd наночастиц планируется использовать перспективные промоторы из Pt и Ni, которые будут введены в состав наночастиц катализатора в ходе коллоидного синтеза. Будет исследовано влияние размера наночастиц, их состава и массовой доли по отношению к носителю на функциональные свойства миниатюрных термокаталитических сенсоров метана. Путем оптимизации данных параметров будет разработана технология получения катализатора, обеспечивающего баланс между высокой чувствительностью и долговременной стабильностью сенсорного отклика. Использование термокаталитических сенсоров пеллисторного типа в качестве инновационной платформы для аттестации активности и стабильности катализатора обеспечивает высокую практическую значимость научных результатов проекта. Достижение цели проекта позволит значительно повысить эффективность работы термокаталитических сенсоров метана. Наличие ажиотажного спроса отечественных компаний горнодобывающей и топливно-энергетической отраслей на стабильные сенсоры с высоким аналитическим сигналом указывает на возможность внедрения результатов проекта в промышленность в кратчайшие сроки.