Вчені: в майбутньому мідь стане повноцінною заміною для золота в каталізі

Китайські вчені з'ясували, як змусити мідь виконувати всі ті ж хімічні функції в каталізаторах, що і золото, особливим чином помінявши структуру її електронних оболонок. Методика "трансмутації" міді в благородні метали була представлена ​​в журналі Science Advances, інформує UkrMedia.

"Бомбардування атомів міді за допомогою аргонової плазми особливим чином змінює їх, "заморожуючи"в металевому стані. Вони перестають взаємодіяти з чадним газом і киснем, і в цілому ведуть себе так, як це роблять благородні метали. В майбутньому, мідь стане повноцінною заміною для золота в каталізі ", - пишуть вчені.

Золото, незважаючи на його хімічну інертність і невелику доступність в природі, сьогодні активно застосовується в якості основи для багатьох хімічних каталізаторів, що прискорюють перетворення різних типів органічних молекул. Наприклад, воно сьогодні використовується при формуванні різних з'єднань спирту і схожих на нього речовин.

Вчені досить давно намагаються замінити золото на більш дешеві метали та інші неорганічні елементи, проте ні хімікам, ні іншим фахівцям не вдалося підібрати аналогічної речовини, яка б добре чинила опір дії окислювачів і при цьому могла прискорювати реакції.

Цзянь Сун (Jian Sun) з Інституту хімічної фізики КАН в Даляні (Китай) і його колеги з'ясували, що аналогом золота, а також інших благородних металів, може стати звичайна мідь, експериментуючи з незвичайними підвидами цієї речовини.

Сун і його колеги досить давно вивчали те, як змінюється поведінка і структура частинок з різних матеріалів, що виникають в результаті "бомбардування" пластин з цих речовин вкрай розрідженою і холодною плазмою. Аналізуючи підсумки одного з таких дослідів, китайські фізики помітили, що ця процедура породила унікальні наночастинки з міді.

На їх поверхні не виникають тонкі плівки з окису, які зазвичай виникають при контакті "чистої" міді з повітрям, а самі шматочки металу перестали взаємодіяти з деякими агресивними речовинами, такими як оксид діазоту. В цілому, їх властивості нагадали вченим те, як поводяться каталізатори на базі золота, що спонукало їх порівняти їх властивості.

Як показали ці досліди, "обстріляні" наночастинки міді дійсно вкрай неохоче розлучалися з електронами, що характерно для золота, і прискорювали все ті ж реакції, як і благородні метали. При цьому вони не руйнувалися так само швидко, як і "звичайні" каталізатори на базі міді, і зберігали свої властивості протягом багатьох діб.

Подібна "трансмутація", як сподіваються вчені, дозволить здешевити каталізатори і перенаправити золото на інші цілі, наприклад, у виробництво електроніки, де його не можна замінити за допомогою інших металів.