Katalitik fonksiyon ve verimliliği endüstriyel reaksiyonlarda önemli bir rol oynar ve ilaçların, polimerlerin ve diğer istenen ürünlerin büyük ölçekli sentezini arttırmak için metodolojide tutarlı reformlar yapılır. Mevcut katalizörler homojen olabilir, yani reaktanlar ve ürünlerle aynı faza sahip oldukları ve reaksiyon karışımından ayrılmalarını zorlaştırırlar. Öte yandan, heterojen katalizörler, ayrılık ve yeniden kullanılabilirlik kolaylığı nedeniyle bu tür reaksiyonlar için tercih edilen bir seçimdir.
Geçtiğimiz on yıl, sadece yeniden kullanılabilirlik için kapsamı bırakmakla kalmayıp, aynı zamanda katalitik bölgelerin yoğunluğunu da artıran gözenekli heterojen katalizörlerin ortaya çıktığını gördü. Çok katlı gözenekli heterojen katalizörlerin verimliliğini daha da arttırmak için Ritesh Haldar’ın TIFR Hyderabad grubu yeni bir metodoloji buldu. Çalışma dergide yayınlandı Doğa İletişimi.
Gözenekli heterojen ince bir filmi çapraz akışlı mikroakışkan bir kuruluma entegre ettiler. İnce bir filmin sağladığı şey, katalizörün katı bir substrat üzerinde hareketsiz kalmasıdır. Bu kurulumda giriş, reaktanların katalitik ince filmlerle etkileşime girmesine ve ürünü çıkıştan geri itmesine izin verir. Bir döngü, reaktanların ürünlere% 25 dönüşümüne neden olursa, kurulum artan dönüşüm ve dolayısıyla reaksiyonun verimliliğini arttırmak için birden fazla döngüyü kolaylaştıracaktır. Reaktanların difüzyon oranları üzerinde bir kontrol elde edilir, bu da süreci mevcut standartlardan çok daha hızlı hale getirir.
Grup ayrıca, gözenekli bir heterojen katalizör ince film ile birlikte bir çapraz akışlı mikroakışkan sistemin etkinliğini değerlendirmek için yeni bir yaklaşım geliştirmiştir. Çalışmalarında, 4000 h⁻’den fazla dikkat çekici bir ciro frekansı (TOF) elde ederek baz katalizli bir Knoevengel yoğunluk reaksiyonu gerçekleştirdiler.
TOF, katalizörün zaman içinde kullanılan katalizör miktarına göre ne kadar verimli bir ürün ürettiğini ölçer. TOF’da gözlenen artış, arttırılmış reaktan difüzyon oranlarına ve katalizörün etkili immobilizasyonuna atfedilir. Bu çalışma aynı zamanda ciro frekansı ile reaktanın difüzyon oranları arasındaki ilişkiye ışık tutulmaktadır.
Ancak buluş, şu anda katalizör ince filmleri ve sıvı fazlı organik reaksiyonlarla sınırlıdır. Araştırma ekibi, yenilikçi çapraz akış mikroakışkan teknolojilerini kullanarak gaz fazı reaksiyonlarını ve büyük ölçekli kimyasal reaksiyonları içerecek şekilde çalışmalarını genişletmeyi planlıyor. Bu bir sonraki aşama, bulgularının kapsamını genişletecek ve organik reaksiyon uygulamaları için yeni yollar açacaktır.
