В мире химии

Катализатор один, реакции две

15 апреля 2011
Исследователи из США разработали новый материал, который может катализировать две последовательно протекающие реакции, позволяя получать важные для промышленности интермедиаты в режиме one pot.

Твердые гетерогенные катализаторы важны для химической промышленности, поскольку ускоряют реакции получения многих соединений, использующихся в потребительских товарах. Такие катализаторы обычно представляют собой наноразмерные частицы металла или оксида металла, нанесенные на твердотельную подложку. Свойства и активность таких гетерогенных катализаторов могут быть химически изменены, чтобы настроить их активность и селективность, однако довольно непросто катализировать различные реакции одним и тем же материалом.

Исследователи из группы Пейдонга Янга (Peidong Yang) из Университета Калифорнии (Беркли) разработали нанокристаллический катализатор, содержащий несколько различных каталитически активных поверхностей и способный катализировать две различные последовательно протекающие реакции.



Сборка нового тандемного катализатора. (Рисунок из Nat. Chem., 2011, DOI: 10.1038/nchem.1018)

Сборка катализатора происходила следующим образом – нанокубики из платины организовывались монослоем (между нанокубиками находился связывающий их олеиламин), после чего монослой из нанокубиков переносился на идеально плоскую поверхность оксида кремния. Второй монослой, состоящий из нанокубиков оксида церия, разделенных олеиновой кислотой, помещали поверх слоя из наночастиц платины, таким образом образовывался двойной слой из наночастиц. На завершающем этапе получения катализатора ультрафиолетовое излучение способствовало удалению олеиламина и олеиновой кислоты, в результате чего между размещенными стопками нанокристаллами образовались вертикальные интервалы. Такой подход к дизайну катализатора позволяет получать активные поверхности металла и оксида металла с большой площадью.

Для проверки возможностей новой двуслойной структуры исследователи решили проверить, как в рамках новой системы будут проявлять каталитическую активность известные гетерогенные каталитические системы – CeO2/Pt и Pt/SiO2. Было продемонстрировано , что на CeO2/Pt протекало каталитическое разложение метанола на CO и H2 затем система Pt/SiO2 катализировала гидроформилирование этилена и образование пропаналя.

В мире химии

Другие новости

17 января 2014 Фуллерены нарушают правила

Исследователи из Китая получили новый экзотический класс фуллеренов, в которых друг с другом последовательно конденсировано три пятиугольника, состоящих из атомов углерода. В отличие от классических бакминстерфуллеренов (C60), похожих на футбольный...


16 апреля 2014 Умные окна запасают солнечную энергию

Исследователи из Китая разработали умное окно, которое не только способствует нагреву помещения в холода и охлаждению в жару, но также может применяться в качестве аккумулятора энергии для питания электроприборов, находящихся...


24 января 2006 Analytica Expo

программа мероприятий выставки