Ang usa ka episyente kaayo nga katalista nga nag-convert sa propane gas ngadto sa mas bug-at nga hydrocarbon gihimo sa King Abdullah University of Science and Technology sa Saudi Arabia. (KAUST) mga tigdukiduki. Makapadali kini sa kemikal nga reaksiyon nga nailhang alkane metathesis, nga mahimong gamiton sa pagprodyus og mga likidong sugnod.

Ang catalyst nag-usab sa propane, nga adunay tulo ka carbon atoms, ngadto sa ubang mga molekula, sama sa butane (nga adunay upat ka carbons), pentane (nga adunay lima ka carbons) ug ethane (nga adunay duha ka carbons). "Ang among tumong mao ang pag-convert sa mas ubos nga molekular nga timbang nga mga alkanes ngadto sa bililhong diesel-range alkanes," miingon si Manoja Samantaray gikan sa KAUST Catalysis Center.

Sa kasingkasing sa catalyst mao ang mga compound sa duha ka mga metal, titanium ug tungsten, nga nakaangkla sa usa ka silica nawong pinaagi sa oxygen atoms. Ang estratehiya nga gigamit kay catalysis by design. Gipakita sa miaging mga pagtuon nga ang mga monometallic catalysts adunay duha ka gimbuhaton: alkane ngadto sa olefin ug dayon olefin metathesis. Gipili ang Titanium tungod sa abilidad niini sa pagpaaktibo sa CH bond sa mga paraffin aron mabag-o kini ngadto sa mga olefin, ug ang tungsten gipili alang sa taas nga kalihokan niini alang sa olefin metathesis.

Aron mahimo ang catalyst, gipainit sa team ang silica aron makuha ang daghang tubig kutob sa mahimo ug dayon gidugang ang hexamethyl tungsten ug tetraneopentyl titanium, nga nahimong usa ka light-yellow powder. Gitun-an sa mga tigdukiduki ang catalyst gamit ang nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy aron ipakita nga ang mga atomo sa tungsten ug titanium nahimutang nga duol kaayo sa mga ibabaw nga silica, tingali duol sa ≈0.5 nanometer.

Ang mga tigdukiduki, nga gipangulohan sa Direktor sa sentro nga si Jean-Marie Basset, dayon gisulayan ang catalyst pinaagi sa pagpainit niini ngadto sa 150 ° C nga adunay propane sulod sa tulo ka adlaw. Human ma-optimize ang mga kondisyon sa reaksyon—pananglitan, pinaagi sa pagtugot sa propane nga padayon nga moagos ibabaw sa catalyst—nakaplagan nila nga ang mga nag-unang produkto sa reaksyon mao ang ethane ug butane ug nga ang matag parisan sa tungsten ug titanium atoms maka-catalyze sa aberids nga 10,000 ka siklo sa wala pa. pagkawala sa ilang kalihokan. Kini nga "turnover number" mao ang pinakataas nga gitaho alang sa usa ka propane metathesis nga reaksyon.

Kini nga kalampusan sa catalysis pinaagi sa disenyo, gisugyot sa mga tigdukiduki, tungod sa gipaabot nga kooperatiba nga epekto tali sa duha ka mga metal. Una, ang usa ka titanium atomo nagtangtang sa mga atomo sa hydrogen gikan sa propane aron mahimong propene ug unya ang usa ka kasikbit nga atomo sa tungsten nagbungkag sa bukas nga propene sa iyang carbon-carbon double bond, nga nagmugna og mga tipik nga mahimong mag-recombine ngadto sa ubang mga hydrocarbon. Nakita usab sa mga tigdukiduki nga ang mga catalyst powder nga adunay sulod lamang nga tungsten o titanium dili maayo nga nahimo; bisan kung kining duha ka mga pulbos pisikal nga gisagol, ang ilang pasundayag wala motakdo sa kooperatiba nga katalista.

Ang team naglaum sa pagdesinyo sa usa ka mas maayo nga catalyst nga adunay mas taas nga numero sa turnover, ug mas taas nga kinabuhi. "Kami nagtuo nga sa duol nga umaabot, ang industriya makasagop sa among pamaagi sa pagprodyus og diesel-range alkanes ug mas kasagaran sa catalysis pinaagi sa disenyo," matud ni Samantary.