Ο καταλύτης σιδήρου μπορεί να κάνει σημαντικές χημικές αντιδράσεις φθηνότερες και πιο φιλικές προς το περιβάλλον

Η αντίδραση διπλής μετατροπής ολεφινών παράγει νέους διπλούς δεσμούς άνθρακα-άνθρακα σπάζοντας τους αρχικούς διπλούς δεσμούς και αναδημιουργώντας νέους. Πίστωση: OIST

Ο καταλύτης είναι ένα κύριο συστατικό πολλών χημικών αντιδράσεων. Είναι πιο εύκολο για ένα μόριο να μετατραπεί σε άλλο μόριο, χωρίς να αλλάξει μόνο του, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί πολλές φορές. Ωστόσο, πολλοί καταλύτες είναι κατασκευασμένοι από πολύτιμα μέταλλα, γεγονός που τους καθιστά ακριβούς και δυνητικά επιβλαβείς για το περιβάλλον. Τώρα, οι ερευνητές έχουν σχεδιάσει έναν καταλύτη κατασκευασμένο από ένα πιο άφθονο μέταλλο – σίδηρο – για να διευκολύνει μια σημαντική χημική αντίδραση: την αντίδραση χημικής ανταλλαγής ολεφινών. Η δουλειά τους δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο διεγερτική φύση.


«Η χημική αντίδραση διπλής ολεφίνης είναι από τις πιο ευρέως εφαρμόσιμες καταλυτικές αντιδράσεις για το σχηματισμό διπλού δεσμού άνθρακα-άνθρακα», εξήγησε ο Satoshi Takbayashi, ερευνητής στο Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Οκινάουα στο Graduate University (OIST) που συμμετείχε στην εργασία. «Οι διπλοί δεσμοί άνθρακα και άνθρακα είναι ένας σημαντικός δεσμός που βρίσκεται σε πολλά χημικά προϊόντα».

Οι ολεφίνες είναι μια κατηγορία ενώσεων με διπλούς δεσμούς άνθρακα-άνθρακα. Η αντίδραση διπλής μετατροπής ολεφίνης παράγει νέους διπλούς δεσμούς άνθρακα-άνθρακα με υποκατάσταση άτομα άνθρακα σε ολεφίνες. ο καταλύτης Διευκολύνει αυτήν την ανταλλαγή σπάζοντας το πρωτότυπο διπλός δεσμός και προκαλώντας το σχηματισμό νέων.

Επί του παρόντος, ένας από τους πιο συνηθισμένους καταλύτες για αυτήν την αντίδραση είναι κατασκευασμένος από το πολύτιμο μέταλλο, το ρουθήνιο. Ο στόχος αυτής της μελέτης ήταν να διευκολυνθεί η αντίδραση χρησιμοποιώντας έναν καταλύτη κατασκευασμένο από ένα πιο άφθονο μέταλλο, σίδερο, καθιστώντας την όλη διαδικασία φθηνότερη και πιο φιλική προς το περιβάλλον. Αυτός ήταν ένας πολυαναμενόμενος στόχος στην επιστημονική κοινότητα, καθώς το ρουθήνιο και ο σίδηρος βρίσκονται στην ίδια ομάδα. Περιοδικός Πίνακας Αναμένεται να έχει παρόμοια χαρακτηριστικά.

Ο καταλύτης σιδήρου μπορεί να κάνει σημαντικές χημικές αντιδράσεις φθηνότερες και πιο φιλικές προς το περιβάλλον

Χρησιμοποιώντας τον νέο καταλύτη σιδήρου, οι ερευνητές δημιούργησαν ένα πολυμερές από μικρότερες χημικές μονάδες που συνδέονται με διπλούς δεσμούς άνθρακα-άνθρακα. Πίστωση: OIST

Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές κατασκευάζουν μια νέα ένωση σιδήρου και δείχνουν ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καταλύτης στην αντίδραση ολεφίνης διπλής ανταλλαγής. Δείχνουν ότι λειτουργεί σχηματίζοντας ένα πολυμερές – ένα μόριο μακράς αλυσίδας που αποτελείται από μικρότερες χημικές μονάδες.

Παρά την επιτυχία αυτής της έρευνας, ο Takbayashi τόνισε ότι οι σύγχρονοι καταλύτες με βάση το ρουθήνιο εξακολουθούν να είναι πιο βιώσιμοι από τους νεοδημιουργημένους καταλύτες με βάση τον σίδηρο. Ο καταλύτης σιδήρου είναι ασταθής και λιγότερο ενεργός όταν εκτίθεται στον αέρα και την υγρασία. Αυτοί οι περιορισμοί πρέπει να διορθωθούν πριν ο καταλύτης σιδήρου αντικαταστήσει το ρουθήνιο.

«Αυτή η μελέτη θα μπορούσε να είναι χρήσιμη σε άλλους ερευνητές σε αυτόν τον τομέα», κατέληξε ο Takbayashi. «Ελπίζω ότι οι καταλύτες με βάση τον σίδηρο θα αναπτυχθούν περαιτέρω χρησιμοποιώντας αυτή τη γνώση».


Οι χημικοί αναπτύσσουν μια ποικιλία βιομηχανικά σημαντικών συνθετικών διεργασιών


περισσότερες πληροφορίες:
Satoshi Takbayashi, πολυμερισμός ολεφινών με αντίδραση διάνοιξης δακτυλίου καταλυόμενη από σίδηρο και μηχανικές μελέτες, διεγερτική φύση (2022). DOI: 10.1038 / s41929-022-00793-4. www.nature.com/articles/s41929-022-00793-4

το απόσπασμα: Iron Catalyst Could Make Important Chemical Reactions Cheaper, More Environmentally Friendly (2022, 2 Ιουνίου) Ανακτήθηκε στις 2 Ιουνίου 2022 από τη διεύθυνση https://phys.org/news/2022-06-iron-catalyst-important-chemical-reactions. html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Ανεξάρτητα από οποιαδήποτε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

READ  Οι εξωπλανήτες είναι καυτοί, περίεργοι και νεκροί. Κανένας επιστήμονας δεν το είπε αυτό γιατί αποκαλύπτουν έναν υπέροχο κόσμο με τον Joe

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *