Onderzoekers van de Tokyo Metropolitan University melden dat een nieuw ontwikkelde katalysator gemaakt van gouden nanodeeltjes ondersteund op een metaaloxideraamwerk afbraak van ammoniakverontreinigingen in lucht laat zien, met uitstekende selectiviteit voor omzetting in stikstofgas. belangrijk, het is effectief bij kamertemperatuur, waardoor het geschikt is voor dagelijkse luchtzuiveringssystemen. Het team heeft met succes het mechanisme achter dit gedrag geïdentificeerd, de weg vrijmaakt voor het ontwerp van andere nieuwe katalytische materialen.

Ammoniak is een veel voorkomende industriële chemische stof, voornamelijk gebruikt als grondstof voor meststoffen en ontsmettingsmiddelen in zowel huishoudelijke als medische omgevingen. Het is ook zeer giftig wanneer het wordt geconcentreerd; de Amerikaanse Occupational Safety and Hazard Administration heeft een strikte bovengrens van 50 delen per miljoen in ademlucht, gemiddeld over een achturige werkdag en een veertigurige werkweek. Gezien het brede industriële gebruik en de aanwezigheid in de natuur, het is van het grootste belang dat er effectieve maatregelen worden getroffen om ongewenste ammoniak uit de atmosfeer te verwijderen in de dagelijkse werk- en leefomgeving.

Katalysatoren, zoals die in de katalysatoren van auto's, kan helpen dit probleem op te lossen. In tegenstelling tot filters die schadelijke stoffen eenvoudig opvangen, katalytische filters kunnen helpen ammoniak af te breken tot onschadelijke producten zoals stikstofgas en water. Het is niet alleen veiliger, het voorkomen van de ophoping van giftige chemicaliën, het maakt het ook overbodig om ze regelmatig te vervangen. Echter, gemeenschappelijke bestaande katalysatoren voor ammoniak werken alleen bij temperaturen van meer dan 200 graden Celsius, waardoor ze inefficiënt en niet toepasbaar zijn voor huishoudelijke instellingen.

Nutsvoorzieningen, een team onder leiding van projectprofessor Toru Murayama van de Tokyo Metropolitan University heeft een katalytisch filter ontworpen dat bij kamertemperatuur kan functioneren. Bestaande uit gouden nanodeeltjes geplakt op een raamwerk van niobiumoxide, het nieuw ontworpen filter is zeer selectief in waar het ammoniak in omzet, met bijna alle omzetting naar onschadelijk stikstofgas en water en geen bijproducten van stikstofoxide. Dit staat bekend als selectieve katalytische oxidatie (SCO). Ze werkten samen met industriële partners van NBC Meshtec Inc. om een ​​werkend prototype te produceren; het filter is al toegepast om met ammoniak verontreinigde gassen tot ondetecteerbare niveaus te reduceren.

belangrijk, het team ontdekte ook met succes het mechanisme waarmee het materiaal werkt. Ze toonden aan dat gouden nanodeeltjes een belangrijke rol spelen, met verhoogde belading die leidt tot verhoogde katalytische activiteit; ze vonden ook dat de keuze van het kader uiterst belangrijk was, experimenteel aantonend dat chemische sites die bekend staan ​​als Brønsted acid-sites op de niobiumoxide-ruggengraat een belangrijke rol speelden in hoe selectief het materiaal was. Het team hoopt dat algemene ontwerpprincipes zoals deze kunnen worden toegepast bij het maken en wijzigen van andere katalytische materialen, uitbreiding van hun groeiende scala aan toepassingen.