Araştırmacılar, değerli metal kullanımı açısından çok korunan ilaç, pestisit ve plastik üretim için karbonda bir paladyum katalizörü yarattılar. Yeni katalizörde paladyum, biyokütle işleme atıklarından üretilen karbon parçacıkları üzerinde taşınır. Bu geri dönüştürülmüş karbon biçimi, aktif metalin kaybolması için neredeyse hiç gözenekleri yoktur, bu nedenle endüstriyel katalizörlerde normal miktarda paladyum yeterlidir.
Çalışma şurada yayınlandı Chemsuschemve ekip Skolkovo Bilim ve Teknoloji Enstitüsü, Zelinsky Ras Organik Kimya Enstitüsü ve Platov Güney-Rusya Devlet Politeknik Üniversitesi’nden araştırmacılar içeriyor.
Katalizörler yakıt, polimer ve ilaçların üretimi için vazgeçilmezdir. Birçok katalizör, aktif karbon gibi taşıyıcı bir malzemede platin, paladyum, rodyum vb. Değerli metallerin biriktirilmesiyle yapılır.
Bununla birlikte, son araştırmalar, bu tür katalizörlerdeki değerli metalin% 98’inin karbon taşıyıcının mikroporlarında sıkışıp kalabileceğini, metali reaktanlara erişilemeyen ve kataliz için neredeyse işe yaramaz hale getirebileceğini ortaya koymuştur.
Peki katalitik parçacıkları nasıl daha etkili hale getirebilir ve içlerindeki tüm “ölü” metallerden kurtulabiliriz? Çözüm, alternatif karbon malzemelerini mikro güdümlü olmayan ve yine de geniş bir yüzey alanına ve değerli metal atomlarını ve nanoparçacıkları yerinde tutma kapasitesine sahip olan taşıyıcılar olarak kullanmaktır. Bu tür karbon malzemelerinin pahalı ve yapılması zordur.
Skoltech araştırmacıları ve meslektaşları, “ölü” metal barındıran çok az mikro güdümlü olan karbon ve azottan oluşan yeni bir malzeme buldular. Yüksek azot içeriği sayesinde, yeni malzeme aktif metal atomlarını ve nanopartikülleri yüzeyinde tutmada iyidir.
Yeni karbon taşıyıcıya dayanarak yapılan ekibin bir paladyum katalizörü, “ölü” metalde çok düşük olduğunu ve ilaç, pestisit ve monomer üretimi için gerekli olan endüstriyel olarak önemli çapraz bağlanma ve hidrojenasyon reaksiyonlarında son derece aktif olduğunu kanıtladı-plastik yapmak için anahtar bileşenler.
Yeni katalizörün tanıtımı, birçok endüstriyel ürün için sentez maliyetini kesmenin bir avantajı olacaktır. Büyük ölçüde daha düşük genel palladyum içeriği nedeniyle, katalizör, bu metal toksik olduğu için farmasötikler için özellikle önemli olan çok daha az palladyum kontaminasyonuna neden olacaktır.
İlginç bir şekilde, yeni katalizörün altında yatan benzersiz karbon bazlı taşıyıcı malzeme yapmak için besleme stoğu, humin adı verilen organik atık maddesidir. Bu, tüm doğru özelliklere ve yeterince yüksek bir karbon içeriğine sahip olan kimya endüstrisinde bitki biyokütle işlemenin bir yan ürünüdür, bu da araştırmacıların azotla zenginleştirilmiş taşıyıcı malzemelerini sentezlemek için basit bir yol geliştirmelerini sağlar.
Ortaya çıkan katalizör, araştırmacılar tarafından düşünülen reaksiyonlarda biyokütle işleme atıklarından üretilen daha önce bilinen en çok bilinen karbonlu katalizörlerden daha iyi performans gösterdi.
Çalışma Skoltech, Platov Güney-Rusya Devlet Politeknik Üniversitesi, Misis Üniversitesi, Zelinsky Organik Kimya Enstitüsü ve UB RAS Kataliz Enstitüsü’nden araştırmacılar tarafından yazılmıştır.
