2 ноября 2026 года Университет Тохоку сообщил о катализаторе, в котором атомы рутения остаются раздельными даже при высокой концентрации металла. Работу выполнили исследователи из Университета Тохоку вместе с коллегами из университетов Цукубы, Киото и Осаки. Катализатор содержал до 11% рутения по массе и при превращении углекислого газа в муравьиную кислоту показал селективность выше 99%.

Гибкий молекулярный предшественник стал основой каркаса

Одиночные атомы металла могут участвовать в реакции по отдельности, но когда их становится много, они склонны сближаться и образовывать скопления. Команда спроектировала более гибкие молекулы на основе комплекса рутения с терпиридином, а затем нагрела их. Так получился упорядоченный пористый углеродный материал, удерживающий атомы рутения раздельно. В обычных одноатомных катализаторах рутения, по данным пресс-релиза, содержание металла обычно меньше 2% по массе.

Это похоже на полку с крючками: если крючки расставлены далеко друг от друга, на каждом можно закрепить отдельную вещь, а не сваливать всё в одну кучу. Так и углеродный каркас удерживает атомы рутения по отдельности. Это условное сравнение, оно объясняет только устройство материала, а не отдельный опыт.

При превращении CO₂ в муравьиную кислоту селективность превысила 99%, то есть побочных продуктов было очень мало. После повторного использования катализатор оставался рабочим; по сообщению университета, исследователи не заметили слипания атомов или повреждения углеродной структуры.

В пресс-релизе нет температуры и давления реакции, способа её проведения и числа циклов повторного использования. Полный текст статьи в Angewandte Chemie International Edition с DOI 10.1002/anie.6197340 недоступен, поэтому подробности методики и первичные данные проверить нельзя. Команда планирует проверить такой подход на платине, палладии и иридии.

Тем, кто готовит собственную публикацию по химии, может пригодиться услуга подготовки научных статей.

Концептуальная схема получения пористого углеродного каркаса из молекулярного предшественника и его применения для превращения CO₂ в муравьиную кислоту

Фото: Steve A Johnson / Pexels