Сауд Аравиянын падышасы Абдулла илим жана технология университети тарабынан пропан газын оор углеводороддорго айландыруучу жогорку эффективдүү катализатор иштелип чыкты. (КАУСТ) изилдөөчүлөрү. Ал суюк отундарды өндүрүү үчүн колдонулушу мүмкүн болгон алкан метатезасы деп аталган химиялык реакцияны кыйла тездетет.

Катализатор үч көмүртек атомун камтыган пропанды бутан (төрт көмүртектүү), пентан (беш көмүртектүү) жана этан (эки көмүртектүү) сыяктуу башка молекулаларга өзгөртөт. "Биздин максатыбыз төмөнкү молекулалык салмактагы алкандарды баалуу дизель диапазонундагы алкандарга айландыруу", - деди KAUST катализ борборунан Маножа Самантарай.

Катализатордун өзөгүндө эки металлдын, титандын жана вольфрамдын кошулмалары бар, алар кычкылтек атомдору аркылуу кремнеземдин бетине бекитилет. Колдонулган стратегия дизайн боюнча катализ болгон. Мурунку изилдөөлөр монометаллдык катализаторлор эки функцияны аткарганын көрсөттү: алкандан олефинге, андан кийин олефин метатезине чейин. Титан парафиндердин CH байланышын активдештирип, аларды олефиндерге айландыруу жөндөмдүүлүгүнөн, ал эми вольфрам олефин метатези үчүн жогорку активдүүлүгү үчүн тандалып алынган.

Катализаторду түзүү үчүн, топ мүмкүн болушунча көп сууну алып салуу үчүн кремнеземди ысытып, андан кийин гексаметил вольфрам менен тетранеопентил титанды кошуп, ачык сары порошокту түздү. Окумуштуулар вольфрам жана титан атомдору кремнеземдин бетинде, балким, ≈0,5 нанометрге жакын жайгашканын көрсөтүү үчүн ядролук магниттик-резонанстык (ЯМР) спектроскопияны колдонуу менен катализаторду изилдешкен.

Борбордун директору Жан-Мари Бассет жетектеген изилдөөчүлөр катализаторду үч күн бою пропан менен 150°Сге чейин ысытып сынашкан. Реакция шарттарын оптималдаштыргандан кийин, мисалы, пропандын катализатордун үстүнөн тынымсыз агып кетишине жол берүү менен, алар реакциянын негизги продуктылары этан жана бутан экенин жана вольфрам менен титандын ар бир жуп атому орто эсеп менен 10 000 цикл катализдей аларын аныкташкан. активдүүлүгүн жоготот. Бул "жүгүртүү саны" пропан метатеза реакциясы үчүн билдирилген эң жогорку көрсөткүч.

Дизайн боюнча катализдин бул ийгилиги, изилдөөчүлөр эки металлдын ортосундагы күтүлгөн кызматташтык эффект менен шартталган. Биринчиден, титан атому пропандан суутек атомдорун алып чыгып, пропенди пайда кылат, андан кийин кошуна вольфрам атому көмүртек-көмүртек кош байланышында ачык пропенди бузуп, башка углеводороддорго кайра бириге турган фрагменттерди жаратат. Окумуштуулар ошондой эле вольфрам же титанды камтыган катализатор порошоктору өтө начар иштегенин аныкташкан; бул эки порошок физикалык жактан аралаштырылса да, алардын иштеши кооперативдик катализаторго дал келген эмес.

Команда көбүрөөк жүгүртүү саны жана узак өмүр менен дагы жакшы катализаторду иштеп чыгууга үмүттөнөт. "Биз жакынкы келечекте өнөр жай дизель диапазонундагы алкандарды жана көбүнчө дизайн боюнча катализди өндүрүү боюнча биздин ыкманы колдоно алат деп ишенебиз" деди Самантарай.