Tha inneal-brosnachaidh fìor èifeachdach a thionndaidheas gas propane gu hydrocarbons nas truime air a leasachadh le Oilthigh Saidheans agus Teicneòlais Rìgh Abdullah ann an Saudi Arabia. (KAUST) luchd-rannsachaidh. Bidh e gu mòr a’ luathachadh ath-bhualadh ceimigeach ris an canar metathesis alkane, a dh’ fhaodadh a bhith air a chleachdadh gus connadh leaghaidh a dhèanamh.

Bidh an catalyst ag ath-rèiteachadh propane, anns a bheil trì dadaman gualain, a-steach do mholacilean eile, leithid butane (anns a bheil ceithir gualain), pentane (le còig gualain) agus ethan (le dà ghualain). “Is e ar n-amas alkan cuideam moileciuil nas ìsle a thionndadh gu alcanan luachmhor ann an raon dìosail,” thuirt Manoja Samantaray bho Ionad Catalysis KAUST.

Aig cridhe an inneal-brosnachaidh tha coimeasgaidhean de dhà mheatailt, titanium agus tungsten, a tha air acair gu uachdar silica tro atoman ocsaidean. B’ e catalysis a rèir dealbhadh an ro-innleachd a chaidh a chleachdadh. Sheall sgrùdaidhean roimhe gu robh catalysts monometallic an sàs ann an dà dhleastanas: alkane gu olefin agus an uairsin metathesis olefin. Chaidh Titanium a thaghadh air sgàth cho comasach ‘s a bha e air an ceangal CH de paraffins a chuir an gnìomh gus an cruth-atharrachadh gu olefins, agus chaidh tungsten a thaghadh airson a ghnìomhachd àrd airson metathesis olefin.

Gus an inneal-brosnachaidh a chruthachadh, theas an sgioba silica gus an uiread uisge a thoirt air falbh agus an uairsin chuir iad hexamethyl tungsten agus tetraneopentyl titanium ris, a’ cruthachadh pùdar aotrom-buidhe. Rinn an luchd-rannsachaidh sgrùdadh air an inneal-brosnachaidh a’ cleachdadh speactroscopaidh ath-shuidheachadh magnetach niùclasach (NMR) gus sealltainn gu bheil na dadaman tungsten agus titanium nan laighe gu math faisg air a chèile air uachdar silica, is dòcha cho faisg air ≈0.5 nanometres.

Rinn an luchd-rannsachaidh, air a stiùireadh le Stiùiriche an ionaid Jean-Marie Basset, deuchainn air an inneal-brosnachaidh le bhith ga theasachadh gu 150 ° C le propane airson trì latha. Às deidh dhaibh na suidheachaidhean ath-bhualadh a bharrachadh - mar eisimpleir, le bhith a’ leigeil leis a’ propane sruthadh gu leantainneach thairis air a’ chatalyst - lorg iad gur e ethan agus butane prìomh thoraidhean an ath-bhualadh agus gum faodadh gach paidhir de dadaman tungsten agus titanium a bhith a’ catalachadh cuibheas de 10,000 cearcall roimhe seo. an gnìomhachd a chall. Is e an “àireamh tionndaidh” seo an ìre as àirde a chaidh aithris a-riamh airson freagairt metathesis propane.

Tha an soirbheachas seo de catalysis le dealbhadh, tha an luchd-rannsachaidh a’ moladh, mar thoradh air buaidh co-obrachaidh ris a bheil dùil eadar an dà mheatailt. An toiseach, bidh atom titanium a’ toirt air falbh dadaman haidridean bho propane gus propene a chruthachadh agus an uairsin bidh dadam tungstain faisg air làimh a’ briseadh propene fosgailte aig a’ cheangal dùbailte carbon-carbon aige, a’ cruthachadh mhìrean a ghabhas ath-chur còmhla ann an hydrocarbons eile. Lorg an luchd-rannsachaidh cuideachd gu robh pùdar catalyst anns nach robh ach tungstain no titanium a’ coileanadh glè dhroch; eadhon nuair a chaidh an dà phùdar seo a mheasgachadh gu corporra còmhla, cha robh an coileanadh aca a rèir an inneal co-obrachail.

Tha an sgioba an dòchas catalyst eadhon nas fheàrr a dhealbhadh le àireamh tionndaidh nas àirde, agus beatha nas fhaide. “Tha sinn den bheachd gun urrainn do ghnìomhachas a bhith a’ cleachdadh ar dòigh-obrach a dh’ aithghearr airson a bhith a’ toirt a-mach alcanan raon dìosail agus san fharsaingeachd catalysis le dealbhadh,” thuirt Samantaray.