Платиновые катализаторы на различных подложках

22 Apr 2021, 15:50
10m
1222 (Lomonosov st. 9)

1222

Lomonosov st. 9

oral Clean Technologies Clean Technologies

Speaker

Dr Olga Pinchuk (ITMO University, St. Petersburg, Russia)

Description

Платиновые катализаторы, изготовленные из металлической платины или композитных материалов, содержащих наночастицы платины, применяются в различных отраслях промышленности и в научных разработках. На практике оказываются востребованными платиновые катализаторы, полученные осаждением наночастиц платины на подложки различного типа. Для предотвращения конгломерации и слипания наночастиц обычно используются различные добавки, например, поверхностно активные вещества. В работе [1] показано, что в процессе использования катализатора поверхностно активные вещества могут испаряться, что сопровождается увеличением размеров частиц (сокращением активной поверхности) и уменьшением каталитической активности. В работе [2] представлены результаты получения платинового катализатора для топливных элементов осаждением наночастиц Pt на модифицированный активированный уголь. Для предотвращения конгломерации и слипания наночастиц, осаждение наночастиц Pt осуществлялось на подложку, которая представляла собой активированный угль, на поверхности которого предварительно синтезирован аэрогель диоксида кремня.
В настоящей работе представлены результаты получения композитных материалов, полученных осаждением наночастиц платины на подложки различного размера и состава, на наночастицы диоксида титана, гидроксилапатит и фарфоровые шары диаметром 3 мм.
Осаждение наночастиц Pt на наночастицы диоксида титана осуществлено методом, аналогичным, описанному в работе [1]. Покрытие наночастиц диоксида титана, которые использовались в качестве подложки, наночастицами платины на диаметр частиц оценивалось анализом микрофотографий образцов наночастиц TiO2 и (TiO2–Pt). Анализ показал, что не произошло заметного увеличения среднего диаметра наночастиц (TiO2–Pt) по сравнению с наночастицами TiO2. Спектры комбинационного рассеяния TiO2 и (TiO2–Pt) показали, что в спектре композита (TiO2–Pt) отсутствуют полосы характерные для TiO2, что свидетельствует о равномерном покрытии поверхности частиц TiO2 наночастицами Pt.
Известно, что наночастицы Pt используются при лечении онкологических заболеваний [3]. С другой стороны, гидроксилапатит (НА) широко распространён в живой природе и входит в состав костных тканей, зубов, скорлупы яиц и т.д. Поэтому представлялось полезным получение и исследование свойств НА, допированного наночастицами платины. Синтез НА выполнен методом, описанным в работе [4]. Полученный образец НА высушивался и перетирался в агатовой ступке. Затем на него осаждались наночастицы Pt. Исследовались спектры комбинационного рассеяния полученного композита и его каталитическая активность.
В реакционных аппаратах газовых анализаторов обычно используются засыпки из сыпучих материалов достаточно крупных размеров для свободного прохождения газов через аппарат, например, такие как фарфоровые шары различного диаметра. В работе представлены результаты получения катализатора путём осаждения наночастиц платины на фарфоровые шары диаметром 3 мм. Полученный катализатор характеризуется равномерным покрытием поверхности сфер Pt. Испытания каталитической активности проведено с использованием анализатора атмосферного воздуха – хроматографа ГАММА-ЕТ. Известно, что углеводороды обладают малой химической активностью, особенно метан, поэтому испытания катализатора проводились на воздухе, в который дополнительно вводилось определённое количество метана. Испытания показали хорошую каталитическую активность полученного катализатора.
Таким образом, показано, что новые композитные материалы полученные осаждением наночастиц платины на различные подложки, имеют область рационального использования в качестве катализаторов.

References
[1] Pinchuk O.A. Aubuchon S.R., Marks C., Dominey R., Dundar F., Deniz O.F., Ata A., Wynne K.J. Thermally Pretreated 46% Pt/VulcanXC72: Characterization by TGA/DSC/TEM and CyclicVoltammetry. Fuel cells, 2009. V. 9, № 5, P. 554-561.
[2] Pinchuk O.A. Dundar F., Ata A., Wynne K.J. Improved thermal stability, properties, and electrocatalytic activity of sol-gel silica modified carbon supported Pt catalysts. International Journal of Hydrogen Energy, V. 37, Issue 3, February 2012, P. 2111-2120
[3] Barbanente A., Nadar R.A., Esposti L.D., Palazzo B., Iafisco M., van den Beucken J. J. J. P., Leeuwenburgh S.C.G., Margiotta N. Platinum-loaded, selenium-doped hydroxyapatite nanoparticles selectively reduce proliferation of prostate and breast cancer cells co-cultured in the presence of stem cells. J Mater Chem B, 2020. V. 04; 8(14). P. 2792-2804
[4] Khamova T.V., Frank-Kamenetskaya O.V., Shilova O.A., Chelibanov V.P., Marugin A.M., Yasenko E.A., Kuz’mina M.A., Baranchikov A.E., Ivanov V.K. Hydroxyapatite/anatase photocatalytic coreshell composite prepared by sol-gel processing. Crystallogr Rep, 2018. V. 63(2). P. 254–260

Position of speaker Associate professor
Affiliation of speaker ITMO University, St. Petersburg, Russia
Publication IOP Conference Series: Earth and Environmental Science

Primary author

Dr Olga Pinchuk (ITMO University, St. Petersburg, Russia)

Co-authors

Dr Andrey Bryuhanov (OPTEC, St. Petersburg, Russia) Mr Egor Iasenko (OPTEC, St. Petersburg, Russia) Mr Ivan Chelibanov (OPTEC, St. Petersburg, Russia)

Presentation Materials