Опубликовано 03 февраля 2020, 10:39

Химическую реакцию ускорили без прямого контакта с катализатором

Наночастицы золота

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»

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.