Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han demostrado que un catalizador de nueva ingeniería hecho de nanopartículas de oro soportado en un marco de óxido de metal muestra la descomposición de las impurezas de amoníaco en el aire, con una excelente selectividad para la conversión a gas nitrógeno. Es importante que sea efectivo a temperatura ambiente,haciéndolo adecuado para los sistemas de purificación de aire cotidianos. El equipo identificó con éxito el mecanismo detrás de este comportamiento, allanando el camino hacia el diseño de otros nuevos materiales catalíticos.
El olor distintivo y agudo del amoníaco es familiar para muchos. Es un químico industrial común, utilizado principalmente como materia prima para fertilizantes y desinfectantes tanto en entornos domésticos como médicos. También es altamente tóxico cuando se concentra; Estados Unidos OcupacionalLa Administración de Seguridad y Riesgos tiene un límite superior estricto de 50 partes por millón de aire respirable promediado durante un día laboral de ocho horas y una semana laboral de cuarenta horas. Dado su amplio uso industrial y presencia en la naturaleza, es primordial que existan medidas efectivaslugar para eliminar el amoníaco no deseado de la atmósfera en nuestros entornos cotidianos de trabajo y de vida.
Los catalizadores, como los que se encuentran en los convertidores catalíticos de automóviles, pueden ayudar a resolver este problema. A diferencia de los filtros que simplemente atrapan sustancias nocivas, los filtros catalíticos pueden ayudar a descomponer el amoníaco en productos inofensivos como el nitrógeno gaseoso y el agua. No solo es más seguro, evitando la acumulación de productos químicos tóxicos, también hace innecesario reemplazarlos regularmente. Sin embargo, los catalizadores comunes existentes para el amoníaco solo funcionan a temperaturas de más de 200 grados centígrados, lo que los hace ineficientes e inaplicables para entornos domésticos.
Ahora, un equipo dirigido por el profesor del proyecto Toru Murayama, de la Universidad Metropolitana de Tokio, ha diseñado un filtro catalítico que puede funcionar a temperatura ambiente. Consistente en nanopartículas de oro pegadas en un marco de óxido de niobio, el filtro de nuevo diseño es altamente selectivo en lo queconvierte el amoníaco en, con casi toda la conversión en gas nitrógeno inofensivo y agua y sin subproductos de óxido de nitrógeno. Esto se conoce como oxidación catalítica selectiva SCO. Colaboraron con socios industriales de NBC Meshtec Inc. para producir un prototipo funcional; el filtro tieneya se ha aplicado para reducir los gases contaminados con amoníaco a niveles indetectables.
Es importante destacar que el equipo también descubrió con éxito el mecanismo por el cual funciona el material. Mostraron que las nanopartículas de oro juegan un papel importante, con una mayor carga que conduce a una mayor actividad catalítica; también descubrieron que la elección del marco era extremadamente importante, demostrando experimentalmenteque sitios químicos conocidos como sitios ácidos de Brønsted en el esqueleto de óxido de niobio jugó un papel importante en la selectividad del material. El equipo espera que los principios generales de diseño como este puedan tener aplicación en la creación y modificación de otros materiales catalíticos, ampliando su creciente rango de aplicaciones.
Este trabajo fue apoyado por una subvención de la Plataforma de Tecnología e Industria del Gobierno Metropolitano de Tokio.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad Metropolitana de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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