Rusijoje sukūrė naują efektyvų naftos chemijos katalizatorių

Tuo pačiu, mokslininkai įrodė galimybę pakartotinai panaudoti katalizatorių iki penkių ciklų neprarandant jo aktyvumo

VILNIUS, vasario 26 — Sputnik. Rusijos mokslininkai susintetino naują stabilų cheminių reakcijų katalizatorių, pagrįstą polimero dalelėmis ir paladžiu. Jų nuomone, plėtra bus pritaikyta naftos chemijos ir farmacijos pramonėje. Tyrimas paskelbtas žurnale Molecules.

Paladis — taurusis metalas, galintis pagreitinti įvairias chemines reakcijas. Dėl šios savybės jis naudojamas naftos produktų gamyboje ir perdirbime, plastikinių medžiagų sintezėje, vaistų kūrime — 17 procentų visų cheminių reakcijų atliekama su paladžio katalizatoriais.

Pagrindinis paladžio, kaip katalizatoriaus, trūkumas yra tas, kad jo dalelės dažnai sulimpa tirpale, sudarydamos neaktyvius didelius konglomeratus — paladžio juodąjį.

Šios problemos sprendimo ėmėsi Kazanės federalinio universiteto A. M. Butlerovo chemijos instituto mokslininkai kartu su kolegomis iš A. E. Arbuzovo Organinės ir fizikinės chemijos instituto. Jie pasiūlė stabilizuoti paladį, pritaikant jį polimerinėms organinėms nanodalelėms.

Nanodalelių pagrindu chemikai ėmėsi paviršinio aktyvumo junginių, turinčių dviejų tipų funkcinius fragmentus — karbeno ligandus (ligandus, kuriuose yra dvivalentės anglies, kurios vietoj keturių šiam elementui būdingų kovalentinių ryšių sudaro tik du, o likę du elektronai sudaro nepasidalintą. elektronų pora), galintis jungtis su paladžiu ir jį stabilizuoti, taip pat azidų (alkinilo) fragmentai, dėl kurių susijungimo molekulės susijungia į polimero nanodaleles, savo dydžiu prilygstančias virusui.

Tyrėjai surinko ir sujungė junginius vandeniniame tirpale, po to į polimerinį produktą buvo pridėta paladžio druskos ir askorbo rūgšties. Tokiomis sąlygomis tauriųjų metalų jonai nusėdo ant polimero pagrindo ir, redukuodami, jų paviršiuje suformavo nanoklasterius.

"Nustatėme, kad polimero nanodalelės, kaip nešiklis, leidžia stabilizuoti paladžio nanoklasterius ir neleidžia jiems sulipti. Dėl to siūloma sistema efektyviai paspartins daugelį katalizinių reakcijų, taip pat sutaupys reagentus dėl pakartotinio naudojimo. Ateityje planuojame plėsti naudojamų metalų asortimentą, taip pat bandyti gautas katalizines sistemas srautinio tipo reaktoriuose", — sakė Organinės ir medicininės chemijos katedros docentas Vladimiras Burilovas.

Norėdami patikrinti naujos sistemos katalizinį aktyvumą, mokslininkai atliko pavyzdinę cheminę reakciją, skirtą para-nitrofenolio kiekiui vandenyje sumažinti. Paladžio nanoklasteriai, esantys polimero paviršiuje, pagreitino cheminę reakciją tam tikru mastu, palyginti su laisvosiomis paladžio dalelėmis.

"Tai galima paaiškinti tuo, kad nešiklis, kurio paviršiuje paladis pasiskirsto tolygiai, neleido metalui susidaryti neaktyvių konglomeratų. Tokia sistema pašalina pagrindinį gryno paladžio trūkumą", — sakė jis.

Be to, mokslininkai įrodė galimybę pakartotinai panaudoti katalizatorių iki penkių ciklų neprarandant jo aktyvumo. Jų nuomone, dėl to jis yra ekologiškesnis ir pigesnis nei dauguma kitų katalizatorių.

Tyrimas buvo paremtas Rusijos mokslo fondo dotacija.