В Китае создали катализатор, который получает из метанола формальдегид и водород при 150 °C

Команда профессора Тан Цзюньвана из Университета Цинхуа разработала катализатор, который под светом и при нагреве всего до 150 °C получает из метанола сразу формальдегид и водород, без добавления кислорода

Около трети всего метанола в мире идёт на производство формальдегида. Сейчас его получают окислением метанола при 250–400 °C с подачей кислорода: это требует много энергии и даёт много сточных вод. Новый катализатор работает при 150 °C под ультрафиолетовым светом с длиной волны 365 нм и обходится без кислорода: он отщепляет от метанола водород, а весь углерод остаётся в формальдегиде.

Водород выделяется со скоростью 4,36 моль на грамм катализатора в час, а около 94 % превращённого метанола становится формальдегидом. Формальдегида получается в 10 с лишним раз больше, чем в описанном промышленном процессе на железо-молибденовом катализаторе, а водорода — в 10 с лишним раз больше, чем дают лучшие известные катализаторы, работающие только на нагреве.

Свет и тепло делят работу между собой. Свет выбивает электроны и оставляет на их месте «дырки»: дырки окисляют воду, и получившиеся частицы отрывают от метанола атом водорода. Тепло помогает зарядам добраться до поверхности и завершает превращение в формальдегид, а электроны на атомах платины собирают водород.

Сам катализатор — одиночные атомы платины на диоксиде титана, окружение которых настраивает литий. Литий помогает разделять заряды и удерживает атомы платины на месте, поэтому катализатор работает и быстро, и долго.

В испытании со сменой дня и ночи катализатор проработал 19 дней, а в реакторе удалось получить раствор формальдегида концентрацией 21,2 % по массе. Работа вышла в журнале Nature Sustainability; в ней участвовали также учёные из Принстонского университета, Шанхайского университета Цзяотун и Научно-технического университета Китая.

Ранее по теме: Новый фотокатализатор позволит дешевле получать водород из воды

Источник: Университет Цинхуа