Создана высокопрочная основа для катализаторов на базе соединений кремния

Российские ученые создали пористый материал на базе органических соединений кремния, который обладает химической стабильностью и стойкостью к действию высоких температур. Разработка химиков послужит основой для многократно используемых катализаторов, датчиков влажности и адсорбентов, сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).

«Данное соединение стабильно при высоких температурах, а также оно легко меняет цвет на синий при нагреве до 80 градусов Цельсия. Это связано с тем, что материал теряет молекулы воды, которые в обычных условиях „удерживаются“ рядом с ионами меди. Если после нагрева его поместить во влажную среду, то происходит обратное изменение окраски на бирюзовую. Это свойство удобно использовать для визуального выявления влаги», — говорится в сообщении.

Разработанный российскими исследователями материал относится к числу так называемых металл-органических каркасов (МОК). Так ученые называют очень пористые наноструктуры из молекул органики и ионов металлов, похожие по структуре на пчелиные соты. Они широко используются в качестве основы для фильтров, детекторов различных газов и в качестве «упаковки» для опасных веществ.

Группа российских химиков под руководством заведующего лабораторией функциональных элементоорганических соединений Института элементоорганических соединений РАН (Москва) Ашота Арзуманяна разработала необычный МОК, основой для которого служат ионы меди, а также молекулы симметричной кремнийорганической кислоты. Она представляет собой молекулу, в основе которой лежит кольцо из атомов кремния и кислорода, соединенное с четырьмя «хвостами» из кремнийорганических молекул.

«Оказалось, что простое смешивание спиртовых растворов соли меди и кремнийорганической кислоты, а также последующая сушка позволяют получить порошок бирюзового цвета. Этот пористый материал обладает очень низкой плотностью, в 100 раз ниже, чем у воды, а потому может быть охарактеризован как металл-органический аэрогель», — пояснил младший научный сотрудник ИНЭОС РАН (Москва) Сергей Кутумов, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.

Благодаря такой комбинации свойств этот материал может использоваться как датчик влажности для защиты электроники и других чувствительных к воде компонентов техники, а также в качестве основы для многоразовых катализаторов, которые окисляют сложные молекулы или формируют азотосодержащие органические соединения. В перспективе эти материалы также могут быть применены для очистки промышленных стоков и сбора влаги в засушливых регионах Земли, подытожили ученые.