Химическую реакцию ускорили без прямого контакта с катализатором

Наночастицы золота

KaterynaKon/Shutterstock

Исследовательская группа из Северо-Западного университета придумала новый подход к ускорению химических реакций. Он не требует прямого контакта с катализатором. Статья ученых была опубликована в журнале Science Advances.

Некоторые промышленно важные процессы протекают очень медленно. Для их ускорения ученые используют специальные вещества — катализаторы. Как правило, они должны контактировать с реагентами и способствовать получению продуктов, уменьшая энергию активации реакции. Но со временем из-за такого контакта катализатор теряет свою активность. Теперь исследователи нашли способ избежать этого: они создали такой катализатор, для работы которого не нужен контакт с исходными веществами.

Исследование основано на предыдущей работе, в которой команда изучала селективное окисление циклооктена с использованием золота (Au) в качестве катализатора. Исследование показало, что реакция катализируется растворимыми нанокластерами золота. Тогда ученые решили проанализировать, насколько хорошо кластеры золота могут катализировать селективное окисление других углеводородов.

Схема «бесконтактного катализа»

A. Peng et al/Science 2020

Используя разработанную ими «систему бесконтактного катализа», исследователи протестировали эффективность золотого катализатора на этилбензоле — органическом соединении, широко распространенном в производстве многих пластмасс. Хотя этилбензол не окислялся в присутствии кластеров золота, группа обнаружила, что в тот момент, когда кластеры золота вступают в реакцию с циклооктеном, образуется молекула, которая ускоряет окисление этилбензола кислородом воздуха.

Эта новая работа открывает новые возможности в химическом производстве. Промышленные процессы окисления углеводородов могут стать более универсальными, эффективными и экономичными. Эти процессы имеют жизненно важное значение в производстве бензина и конверсии природного газа в жидкое топливо и другие химические вещества. Кроме того, разработанная учеными система может помочь проводить сразу несколько однотипных реакций одновременно.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.