Молодой учё​ный Томского госуниверситета (ТГУ) Григорий Мамонтов создает новый класс катализаторов, который поможет синтезировать полезные химические соединения с помощью только естественного света. Подробности проекта – в обзоре РИА Томск. 

Ранее сообщалось, что в конце 2020 года были подведены итоги конкурсов на получение грантов президента РФ для молодых ученых и ведущих научных школ России. На получение господдержки поступило 1,5 тысячи заявок, из них поддержано около 500. Гранты президента РФ, нацеленные на усиление государственной поддержки молодых российских ученых, назначаются ежегодно в размере 600 тысяч рублей в год для кандидатов наук и 1 миллиона рублей в год для докторов наук сроком на два года. 

Среди победителей вышеназванного конкурса – пять ученых ТГУ, в том числе научный сотрудник лаборатории каталитических исследований химического факультета вуза Григорий Мамонтов. Его проект – "Создание композитов на основе плазмонных наночастиц серебра и производных графена для селективных фотокаталитических процессов". 
Дорогой катализатор 

Как сообщает ТГУ, Мамонтов работает над созданием нового класса катализаторов, которые будут действовать по принципу фотосинтеза, то есть позволят синтезировать полезные химические соединения под действием видимого света. 

По мнению ученого, использование фотокатализаторов выгодно экономически, поскольку не требует высоких температур и давления. Главным условием действия таких материалов является наличие естественного света или его имитации. 

"Большинство каталитических процессов сегодня реализуются в промышленности при повышенных температуре и давлении. Для обеспечения высокой активности и селективности катализаторов используются золото, платина, палладий. Одними из ключевых вызовов, стоящих перед химиками, являются снижение их содержания или полный отказ", – приводятся в сообщении слова Мамонтова.​ 

Задача ученых – разработать подходы, которые позволять не использовать дорогостоящие благородные металлы, а также смягчить условия протекания каталитических процессов. В идеале катализатор должен работать при атмосферном давлении и комнатной температуре. 

"При этом его селективность желательно довести до 100%, как это реализуется в живых организмах (ферментативный катализ). Фотокатализаторы для селективного химического превращения – новое направление в мировой химии. В рамках своего проекта Мамонтов осуществляет разработку принципов создания таких материалов", – говорят в ТГУ. 

Особая роль 

Важное место в проекте отводится производным графена, обладающим уникальными свойствами. Пресс-служба вуза отмечает, что после того как в 2010 году за исследования с этим двухмерным материалом была присуждена Нобелевская премия, популярность графена начала стремительно расти. Исследователи передовых научных центров ищут применение графену в различных областях, в том числе в фотокатализе. 

Со ссылкой на Мамонтова поясняется, что на первом этапе проекта химическими методами будет синтезирован оксид графена, а также восстановленный оксид графена. Метод является достаточно трудоемким, тем не менее, предполагается получать его химически, а не приобретать оксид графена, полученный физическими методами. 

На следующем этапе будут изготовлены образцы катализаторов на основе оксида графена, содержащие наночастицы серебра и оксид церия. 

"Комбинирование в одном материале плазмонных наночастиц серебра, поглощающих видимый свет, оксида церия, являющегося полупроводником, и проводящей подложки на основе восстановленного оксида графена должно способствовать протеканию селективного фотокаталитического процесса", – добавляется в сообщении. 

Каталитические (в темноте) и фотокаталитические (при дополнительном облучении лампой, имитирующей солнечный свет) свойства катализаторов протестируют в реакции восстановления нитрофенола в аминофенол. Эта реакция является модельной, однако в перспективе ученые планируют расширить спектр химических реакций, которые могли быть проведены с таким типом катализаторов. 

нано.jpg 
Наночастицы серебра (Ag) и оксида церия (СеО2) на поверхности восстановленного оксида графена (rGO), на котором под действием света видимого диапазона (Vis) протекает реакция восстановления нитрофенола в аминофенол 

Фундаментальный характер 

Эти исследования направлены, в первую очередь, на выявление особенностей получения новых функциональных материалов на основе плазмонных наночастиц и производных графена. Кроме того, цель проекта заключается в изучении природы активных центров катализаторов и механизмов каталитических превращений, включая фотокаталитические. 

"Именно фотокаталитические селективные процессы могут стать основой для разработки новых подходов в энергосберегающей и экологически безопасной энергетике, переработке углеводородного сырья в ценные органические соединения, необходимые для химической, фармацевтической, пищевой и других отраслей промышленности", – резюмирует автор проекта.​ 

Похожие новости

  • 21/09/2020

    Как долго работает «прививка» для картошки? Выясняют биологи ТГУ

    Учёные Биологического института ТГУ разработали экологичный способ защиты стратегически важного для России продукта – картофеля – от неблагоприятных факторов: засухи, вирусов, хлоридного засоления и других.
    530
  • 25/03/2021

    Биологи ТГУ выяснят концентрацию микропластика в Угрюм-реке

    Учёные ТГУ, занимающиеся исследованием микропластика в почве, воде и живых организмах, проведут обследование реки Нижняя Тунгуска в Эвенкийском районе Красноярского края. Проект поддержан грантом Восточно-Сибирской нефтегазовой компании, которая содействует экологическим исследованиям на территории, где ведёт добычу полезных ископаемых.
    221
  • 17/08/2020

    Аспиранты сибирских вузов – победители конкурса РФФИ: НГАУ, ТГУ, ИРНИТУ

    Аспиранты сибирских вузов получили гранты за лучшие проекты фундаментальных научных исследований. РФФИ на основании решения бюро совета Фонда (протокол № 10(237) от 06.08.2020) публикует списки поддержанных проектов по конкурсу на лучшие проекты фундаментальных научных исследований, выполняемые молодыми учеными, обучающимися в аспирантуре («Аспиранты»).
    719
  • 10/03/2021

    Белый и пушистый: учёные выяснят, сколько в снегу микропластика

    Учёные Биологического института ТГУ приступили к исследованиям, задача которых – определить распространение микропластика в атмосферных осадках на территории Сибири и выявить особенности переноса микрочастиц воздушными потоками.
    595
  • 14/12/2020

    «Айсберг» для климата: профессор ТПУ о метановых выбросах в Арктике

    ​​Ученые зафиксировали удвоение метановых выбросов в Арктике за год. При ускорении деградации мерзлоты огромное количество древнего метана может быть "перекачано" в атмосферу. Как предсказать климатические последствия этого, в интервью РИА Томск рассказал руководитель единственной международной экспедиции в Арктику 2020 года, профессор Томского политеха (ТПУ) Игорь Семилетов.
    488
  • 15/03/2021

    Новый метод оценки спектральных характеристик молекул

    Аспирантка Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политехнического университета Анастасия Белова работает над исследованием фундаментальной темы по получению новой физической информации о структуре и внутренних свойствах молекул с помощью метода парциальных давлений.
    339
  • 18/12/2019

    Аспирант ТГУ создаёт спрей для экспресс-обеззараживания помещений

    ​Молодой учёный ХФ ТГУ Александр Бузаев разрабатывает фотокаталитическое покрытие для обеззараживания поверхностей помещений в больницах, школах, детских садах и других учреждениях. В качестве инструмента для защиты от бактерий будет использовано вещество, образующее тончайшую пленку без цвета и запаха.
    563
  • 09/11/2020

    Археологи ТГУ нашли по космоснимкам древние рудники в Горном Алтае

    ​​Сотрудники междисциплинарной археологической лаборатории «Артефакт» при поддержке РНФ изучают древние технологии добычи железа в Южной Сибири. В частности, они проводят исследования в Горном Алтае, где металлургия железа была развита уже в середине I тыс.
    616
  • 28/04/2017

    Аспирант ТПУ выиграла одну из 13 стипендий Европейской федерации медицинской химии

    ​​Аспирант Института физики высоких технологий Томского политеха​ Ксения Станкевич выиграла престижную стипендию Европейской федерации медицинской химии. Эта стипендия дает ей право стать участником Европейской школы по медицинской химии, которая этим летом пройдет в Италии.
    2667
  • 02/02/2017

    Бактерии помогают томским политехникам получать антибиотики для растений

    ​В лабораториях Томского политехнического университета молодые ученые получили антибиотики для обработки растений из непатогенных штаммов псевдомонад — это род бактерий. Такой способ значительно дешевле, чем химический синтез, он безвреден для человека и окружающей среды.
    1800