Что происходит с металлом при восстановлении оксидов азота?

Разработка способов удаления оксидов азот из выхлопных газов автомобилей продолжает интересовать химиков-экологов. Новое исследование польских исследователей может помочь решить эту проблему.

Выхлопные газы являются главным антропогенным источником оксидов азота (в общем случае обозначаемых как NOx), вносящих существенный вклад в образование кислотных дождей. Для удаления NOx из выхлопов используются каталитические конвертеры, в которых реализуется процесс селективного каталитического восстановления [selective catalytic reduction (SCR)]. Тем не менее, несмотря на широкую распространенность SCR, механизм катализа, реализующегося в конверторах, пока еще неясен.

Петр Петржик (Piotr Pietrzyk) и Згибнев Сойка (Zbigniew Sojka) из Ягеллонского Университета (Краков) вложили недостающий фрагмент в мозаику механизма восстановления NOx. Новое открытие может существенно помочь разработке новых SCR.

Восстановление NOx в SCR реализуется за счет использования водяных паров и газообразного азота, смешанных с газом-носителем, которые смешиваются и затем абсорбируется металлосодержащим катализатором. Такой метод позволяет добиться восстановления NOx в мягких условиях и без образования вредных сопутствующих продуктов.

Петржик отмечает, что до настоящего времени роль металлоцентра в понимании каталитического процесса попросту игнорировалась. Он отмечает, что в большинстве публикаций, посвященных изучению восстановления NOx в SCR, исследования ограничивались лишь применением спектроскопии ИК, позволяющей лишь изучить процессы лигандного обмена в системе восстановления.

Для изучения электронного состояния металла в процессе каталитического восстановления оксидов азота Петржик и Сойка применили метод ЭПР. Это позволило обнаружить, что атомы кобальта, выступавшие в роли модели для изучения, в ходе реализации процесса меняют свою степень окисления от +2 до 0.

Польские химики уверены, что реакция NOx более активно происходит с восстановленными атомами кобальта, что и объясняет необычную эффективность производных кобальта в катализе восстановления NOx.

www.chemport.ru