Tre efika katalizilo kiu konvertas propangason en pli pezajn hidrokarbidojn estis evoluigita fare de la Universitato de Scienco kaj Teknologio King Abdullah de Saud-Arabio. (KAUST) esploristoj. Ĝi signife akcelas kemian reakcion konatan kiel alkanmetatezo, kiu povus esti uzata por produkti likvajn brulaĵojn.

La katalizilo rearanĝas propanon, kiu enhavas tri karbonatomojn, en aliajn molekulojn, kiel butano (enhavanta kvar karbonojn), pentano (kun kvin karbonoj) kaj etano (kun du karbonoj). "Nia celo estas konverti pli malaltajn molpezajn alkanojn al valoraj dizel-alkanoj," diris Manoja Samantaray de la KAUST-Kataliza Centro.

Ĉe la koro de la katalizilo estas kunmetaĵoj de du metaloj, titanio kaj volframo, kiuj estas ankritaj al silika surfaco per oksigenatomoj. La strategio uzita estis katalizo per dezajno. Antaŭaj studoj montris ke monometalaj kataliziloj okupiĝis pri du funkcioj: alkano al olefino kaj tiam olefinmetatezo. Titanio estis elektita pro sia kapablo aktivigi la CH-ligon de parafinoj por transformi ilin al olefinoj, kaj volframo estis elektita por sia alta agado por olefinmetatezo.

Por krei la katalizilon, la teamo varmigis silicoksidon por forigi kiel eble plej multe da akvo kaj tiam aldonis heksametil tungstenon kaj tetraneopentil-titanio, formante helflavan pulvoron. La esploristoj studis la katalizilon per nuklea magneta resonanco (NMR) spektroskopio por montri ke la volframo kaj titanio-atomoj kuŝas ekstreme proksime kune sur la silicsurfacoj, eble same proksime kiel ≈0.5 nanometroj.

La esploristoj, gviditaj de la Direktoro de la centro Jean-Marie Basset, tiam testis la katalizilon varmigante ĝin ĝis 150 °C per propano dum tri tagoj. Post optimumigado de la reagkondiĉoj - ekzemple, permesante al la propano flui ade super la katalizilo - ili trovis ke la ĉefproduktoj de la reago estis etano kaj butano kaj ke ĉiu paro de volframo kaj titanatomoj povis katalizi mezumon de 10,000 cikloj antaŭ ol. perdante sian agadon. Ĉi tiu "spezonombro" estas la plej alta iam raportita por propana metateza reago.

Ĉi tiu sukceso de katalizo laŭ dezajno, proponas la esploristoj, ŝuldiĝas al atendata kunlabora efiko inter la du metaloj. Unue, titaniatomo forigas hidrogenatomojn de propano por formi propenon kaj tiam najbara volframo-atomo rompas malferman propenon ĉe sia karbon-karbona duobla ligo, kreante fragmentojn kiuj povas rekombini en aliajn hidrokarbidojn. La esploristoj ankaŭ trovis, ke katalizilaj pulvoroj enhavantaj nur volframon aŭ titanion rezultas tre malbone; eĉ kiam ĉi tiuj du pulvoroj estis fizike miksitaj kune, ilia agado ne kongruis kun la kunlabora katalizilo.

La teamo esperas dizajni eĉ pli bonan katalizilon kun pli alta spezonombro, kaj pli longa vivdaŭro. "Ni kredas, ke en proksima estonteco, la industrio povas adopti nian aliron por produkti dizel-alkanojn kaj pli ĝenerale de katalizo laŭ dezajno," diris Samantaray.