Новости космоса и технологий. » Химия » Катализатор 40-летней давности раскрывает свои секреты

Катализатор 40-летней давности раскрывает свои секреты

Опубликовал: Admin, 3-11-2020, 01:01, Химия, 58, 0

Катализатор 40-летней давности раскрывает свои секреты

Силикалит титана-1 (TS-1) не является новым катализатором: прошло почти 40 лет с момента его разработки и открытия его способности превращать пропилен в оксид пропилена, важное базовое химическое вещество в химической промышленности. Теперь, объединив различные методы, группа ученых из ETH Zurich, Кельнского университета, Института Фрица Габера и BASF раскрыла удивительный механизм действия этого катализатора. Из Кельна была задействована рабочая группа профессора доктора Альбрехта Беркесселя на кафедре химии. Эти результаты помогут исследованию катализаторов сделать важный шаг вперед.

Оксид пропилена используется в промышленности для производства таких продуктов, как полиуретаны, антифризы и гидравлические жидкости. Более 11 миллионов метрических тонн оксид пропилена производятся ежегодно в химическая промышленность во всем мире, из которых 1 миллион метрических тонн уже произведен путем окисления пропилена перекисью водорода. Эта химическая реакция катализируется TS-1 микропористым кристаллическим материалом, состоящим из кремния и кислорода и содержащим небольшие количества титан . Катализатор успешно используется в течение 40 лет, и эксперты предположили, что активный центр в TS-1 содержит отдельные изолированные атомы титана, которые обеспечивают особую реакционную способность катализатора.

Команда исследователей из ETH Zurich, Кельнского университета, Института Фрица Габера и BASF подвергла сомнению это предположение. "В последние годы возникли сомнения относительно правильности предположения о механизме действия, поскольку оно основывается в первую очередь на аналогиях с сопоставимыми катализаторами и меньше на экспериментальных данных. Но если вы попытаетесь оптимизировать катализатор на основе ошибочного предположение, это очень сложно и может привести вас в совершенно неверном направлении. Поэтому было важно изучить это предположение более внимательно », - объясняет ученый BASF доктор Энрике Телес, один из соавторов научной публикации, отправной точки за сотрудничество.

В исследовании, опубликованном в Природа , команда смогла с помощью твердотельного ЯМР-исследования и компьютерного моделирования показать, что два соседних атома титана необходимы для объяснения конкретной каталитической активности. Это, в свою очередь, привело исследовательскую группу к выводу, что атомы титана не изолированы, а скорее каталитически активный центр состоит из пары титана. «Ни один из методов, которые мы использовали в исследовании, не является принципиально новым, но ни одна из исследовательских групп, участвовавших в исследовании, не смогла бы провести его самостоятельно», - подчеркивает профессор Кристоф Копер из ETH Zurich, автор переписки с публикацией. . «Только сочетание различных областей знаний и различных методов позволило более внимательно изучить активный центр катализатора».

«Мы много лет работали над выяснением механизма реакции гомогенного титанового катализатора и обнаружили, что - вопреки предположениям в литературе - перекись водорода активируется парой титана. Это был действительно особенный момент, когда мы увидели текущее исследование показывает, что результаты гомогенного катализа также применимы к гетерогенному катализу », - сказал соавтор профессор Альбрехт Беркессель из Кельнского университета. А доктор Томас Лункенбейн, соавтор из Института Фрица Хабера в Берлине, добавляет: «Мы очень рады, что смогли внести свой вклад в это исследование. С помощью нашей аналитики мы смогли обосновать выводы. Знания двухатомного активного центра имеет фундаментальное значение и открывает новые возможности в исследовании Catalyst "

Команда убеждена, что результаты этого исследования помогут не только улучшить существующие катализаторы, но и разработать новые гомогенные и гетерогенные катализаторы.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии