Katalis sing efisien banget sing ngowahi gas propana dadi hidrokarbon sing luwih abot wis dikembangake dening Universitas Sains lan Teknologi Raja Abdullah Arab Saudi. (KAUST) peneliti. Iki kanthi nyata nyepetake reaksi kimia sing dikenal minangka metatesis alkana, sing bisa digunakake kanggo ngasilake bahan bakar cair.

Katalis kasebut nyusun ulang propana, sing ngandhut telung atom karbon, dadi molekul liyane, kayata butana (ngandhut papat karbon), pentana (kanthi limang karbon) lan etana (karo rong karbon). "Tujuan kita yaiku ngowahi alkana bobot molekul sing luwih murah dadi alkana jarak diesel sing larang," ujare Manoja Samantary saka Pusat Katalisis KAUST.

Ing jantung katalis ana senyawa saka rong logam, titanium lan tungsten, sing disambungake menyang permukaan silika liwat atom oksigen. Strategi sing digunakake yaiku catalysis by design. Panaliten sadurunge nuduhake yen katalis monometal nduweni rong fungsi: alkana dadi olefin lan banjur metatesis olefin. Titanium dipilih amarga kemampuan kanggo ngaktifake ikatan CH parafin kanggo ngowahi dadi olefin, lan tungsten dipilih amarga aktivitas dhuwur kanggo metatesis olefin.

Kanggo nggawe katalis, tim digawe panas silika kanggo mbusak banyu sabisa lan banjur ditambahake hexamethyl tungsten lan tetraneopentyl titanium, mbentuk bubuk kuning cahya. Para peneliti nyinaoni katalis nggunakake spektroskopi resonansi magnetik nuklir (NMR) kanggo nuduhake yen atom tungsten lan titanium dumunung cedhak banget ing permukaan silika, bisa uga cedhak karo ≈0.5 nanometer.

Para peneliti, dipimpin dening Direktur pusat Jean-Marie Basset, banjur nguji katalis kanthi dipanasake nganti 150 ° C kanthi propana sajrone telung dina. Sawise ngoptimalake kondisi reaksi - contone, kanthi ngidini propana mili terus liwat katalis - dheweke nemokake yen produk utama reaksi kasebut yaiku etana lan butana lan saben pasangan atom tungsten lan titanium bisa ngetali rata-rata 10.000 siklus sadurunge. kelangan aktivitase. Iki "nomer turnover" paling dhuwur tau kacarita kanggo reaksi metatesis propana.

Sukses katalisis kanthi desain, para peneliti ngusulake, amarga efek kooperatif sing dikarepake ing antarane rong logam kasebut. Kaping pisanan, atom titanium mbusak atom hidrogen saka propana kanggo mbentuk propene lan banjur atom tungsten tetanggan break mbukak propene ing ikatan rangkap karbon-karbon sawijining, nggawe pecahan sing bisa recombine menyang hidrokarbon liyane. Para peneliti uga nemokake yen bubuk katalis sing mung ngemot tungsten utawa titanium ditindakake kanthi apik; malah nalika loro wêdakakêna iki fisik dicampur bebarengan, kinerja sing ora cocog katalis koperasi.

Tim ngarep-arep bisa ngrancang katalis sing luwih apik kanthi jumlah turnover sing luwih dhuwur, lan umur sing luwih dawa. "Kita pitados bilih ing mangsa cedhak, industri bisa nggunakake pendekatan kita kanggo prodhuksi alkana diesel-range lan umume katalisis dening desain," ngandika Samantaray.