Учёные разработали катализатор для получения газообразного дейтерия
Японские учёные разработали катализатор, с помощью которого можно недорогим путём получить газообразный дейтерий – тяжёлый изотоп водорода. Реакция при этом должна производиться в присутствии тяжёлой воды. Статья о работе имеется в журнале Nature Communications.
Вода – пожалуй, самое загадочное вещество во Вселенной, хоть и кажется таким простым. Существуют три основных изотопа водорода – протий, дейтерий и тритий. Первый – «обычный», его в мире больше всего. Дейтерия и трития в природе гораздо меньше. Дейтерий существенно тяжелее «обычного» водорода, поэтому вода на его основе имеет большую массу, чем привычная нам вода. А тритий – это ещё и радиоактивный изотоп. Из него получается отличная бомба.
Газообразный дейтерий обычно получают из муравьиной кислоты, потому что это наиболее дешёвое сырьё. Однако сам способ получения вещества дорогостоящий, и к этому, в частности, приводит то обстоятельство, что реагенты и катализатор находятся в одной фазе. Из-за этого после проведения реакции необходимо использовать сложные методики, чтобы разделить компоненты смеси.
Исследователи из Университета Осаки смогли решить эту проблему. Они разработали сложный катализатор, который позволяет существенно ускорить протекание реакции, при этом катализатор и реагенты находятся в разных фазах, что делает процесс менее затратным.
Основой катализатора послужили наночастицы из соединения серебра с палладием; они нанесены на подложку из кремнезёма, дополненную аминогруппами. Эти аминогруппы, как оказалось, способны играть существенную роль при проведении реакции.
В лабораторных условиях учёные установили, что чем больше упомянутых аминогрупп, тем больше выходит требуемого продукта. При этом реакция должна быть максимально селективной, то есть её результатом должно быть максимальное количество газообразных дейтерия и протодейтерия и минимальное количество побочных продуктов.
Благодаря тому, что катализатор и вещество находятся в разных фазах, процедура разделения смесей не требуется, что делает производство конечного продукта экономически выгодным.
Газообразный дейтерий – необходимый и полезный компонент, который применяется, в частности, в химических и биологических исследованиях. Его ядро обладает уникальными свойствами, отличающими его от «обычного» водорода – протия.
