Каталізатор із графіту

Дослідники створили нові сполуки, до складу яких входять графіт, залізо, нікель, марганець. Новий клас сполук знаходить широке застосування у техніці та хімії. Є у таблиці Менделєєва особливе місце. Його займають перехідні метали: залізо, кобальт, нікель, паладій та подібні до них. Оболонки атомів цих металів недобудовані. До «кворуму» не вистачає одного або кількох електронів. Але якби й вдалося, скажімо, до атома паладію прилаштувати цей недостатній електрон, все одно атом не зміг би утримати його на своїй незаповненій оболонці. Прибудований стане першим електроном нової оболонки. Так народиться вже інший елемент, з іншим порядковим номером менделєєвської таблиці, з властивостями, що різко відрізняються від попереднього елемента.

Тут, на межі стрибка, коли кількість електронів переходить у якість матеріалу, у перехідних металів можуть з’являтися найнесподіваніші властивості та можливості.

Вчені кілька років тому отримали з двох перехідних металів сплав, не схожий на своїх «предків». На мідному охолоджуваному поді електровакуумної печі розплавили два білі метали — паладій та індій — і, на превеликий подив, отримали небачений яскраво-бузковий сплав з чудовими електротехнічними та антикорозійними властивостями.

Але найдивовижнішими відкриттями в новій галузі хімії стали не з’єднання перехідних металів між собою, а їх з’єднання з іншими матеріалами і, зокрема, з графітом, найпоширенішою формою вільного вуглецю на Землі, який досконало вивчений і широко застосовується в техніці.

У просторі між атомними сітками графіту можна впроваджувати різні хімічні елементи та сполуки, зокрема перехідні метали. При цьому виходить ніби шаруватий пиріг з начинкою, в якому начинка і розсуває основні шари. Виходять шаруваті сполуки графіту, у яких немає міцних зв’язків між атомами вуглецю та атомами впровадженої речовини.

Так були отримані графітові комплекси із залізом, нікелем, кобальтом, паладієм, марганцем та багатьма іншими металами. Ці комплекси завдяки своїм властивостям одразу знайшли найширше застосування у промисловості. Досить сказати про графіто-мідні щітки електричних машин, термін служби яких, порівняно з чисто графітовими, відразу збільшився в десятки разів.

На основі нових матеріалів було створено новий клас каталізаторів, здатних не тільки прискорювати хімічні реакції, а й регулювати взаємодію бурхливо реагуючих речовин, що за допомогою звичайних каталізаторів робити практично неможливо.

У ході досліджень встановлено ще один пристрій графіто-металевих каталізаторів, який важко переоцінити. З їх допомогою можна перетворювати кам’яне вугілля на порівняно дешеве рідке паливо, яке за звичайною технологією виходить поки дорожче нафтового. І знову діє механізм каталітичного розпаду вуглецевої сітки, у якому важливу роль грають перехідні метали.