Químicos russos da NUST MISIS desenvolveram um novo catalisador híbrido para oxidação de monóxido de carbono que consiste em nitreto de boro hexagonal e nanopartículas de prata. Este material torna possível obter uma conversão total de monóxido de carbono a apenas 194 graus Celsius. Conforme declarado no Journal of Catalysis , esta temperatura está longe das temperaturas recorde do processo, mas no futuro, os químicos podem reduzir mais a temperatura da catálise aumentando a concentração de prata no material híbrido.

O monóxido de carbono (óxido de carbono) é um dos gases mais nocivos às pessoas, mas o gás está em toda parte quando é liberado pelo escapamento do motor do carro. Conversores catalíticos, que oxidam o gás em dióxido de nitrogênio não tóxico por meio de reações catalíticas, são normalmente usados ​​para se livrar do escapamento de monóxido de carbono dos carros. Contudo, devido ao aumento na eficiência dos motores modernos e uma diminuição na temperatura dos gases de escape, os catalisadores perderam drasticamente a eficiência e, como resultado, o teor de monóxido de carbono aumentou neles.

Para combater esse efeito, os químicos estão procurando ativamente por novos tipos de catalisadores para a oxidação do CO que possam funcionar a temperaturas relativamente baixas - em torno de 150-200 graus Celsius. Cientistas americanos desenvolveram recentemente um catalisador para a oxidação de monóxido de carbono de átomos de platina individuais distribuídos na superfície do óxido de cério. Alguns materiais permitiram que os cientistas oxidassem o CO com uma taxa de conversão mais baixa em temperaturas abaixo de 100 graus.

Um grupo de químicos da Rússia e da Austrália liderado pelo professor Dmitri V. Golberg da NUST MISIS descobriu um novo catalisador eficaz que pode ser usado para converter o monóxido de carbono. Cientistas já haviam mostrado que materiais híbridos baseados em nitreto de boro hexagonal e nanopartículas de prata são promissores para esse propósito. Materiais semelhantes, onde o nitreto de boro serviu como uma matriz transportadora para nanopartículas de metal do catalisador, também foram propostas, incluindo para oxidação de monóxido de carbono, mas ouro e platina eram considerados os melhores metais para conduzir a oxidação.

Acontece que os materiais híbridos com nanopartículas de prata mais baratas também são um catalisador muito eficaz. Para obter essas nanopartículas de prata, os pesquisadores usaram a reação de decomposição do nitrato de prata sob o efeito da luz ultravioleta em uma solução de polietilenoglicol. Esta abordagem permite que os cientistas obtenham partículas de prata monodispersas de até 10 nanômetros de tamanho, que se depositam uniformemente na superfície do nitreto de boro em camadas e na matriz polimérica do polietilenoglicol.

Materiais com a concentração máxima de nanopartículas de prata, que totalizou cerca de 1,4 por cento em peso, acabou por ser o mais eficaz. Esse catalisador híbrido permite que o monóxido de carbono seja oxidado a dióxido de carbono a uma temperatura de apenas 194 graus Celsius. Este número ainda está longe dos valores recordes, mas de acordo com os pesquisadores, no futuro, a temperatura de trabalho do catalisador pode ser reduzida ainda mais, aumentando a concentração de nanopartículas de prata, e em particular, transformando-os da matriz polimérica em nitreto de boro.

Contudo, os cientistas observam que os parâmetros atuais do catalisador apenas tornam possível usá-los para limpar coisas como fábricas que emitem emissões nocivas. No futuro, reduzindo a temperatura da conversão de monóxido de carbono, esses materiais também podem ser usados ​​para reduzir a proporção de monóxido de carbono nas emissões dos veículos.

O desenvolvimento de catalisadores para a oxidação de monóxido de carbono em dióxido de carbono é relevante para a purificação de emissões prejudiciais, bem como catalisadores para outras reações de gás - como aqueles para lidar com a decomposição do metano ou para reduzir o dióxido de carbono em hidrocarbonetos. Cientistas de todo o mundo estão desenvolvendo esses catalisadores para resolver uma série de questões tecnológicas e ecológicas.