En héich effiziente Katalysator deen Propangas a méi schwéier Kuelewaasserstoffer ëmgewandelt gouf vun der Saudi-Arabien King Abdullah University of Science and Technology entwéckelt. (KAUST) Fuerscher. Et beschleunegt däitlech eng chemesch Reaktioun bekannt als Alkan Metathese, déi benotzt ka ginn fir flësseg Brennstoffer ze produzéieren.

De Katalysator rearrangéiert Propan, deen dräi Kuelestoffatome enthält, an aner Moleküle, wéi Butan (mat véier Kuelestoff), Pentan (mat fënnef Kuelestoff) an Ethan (mat zwee Kuelestoff). "Eist Zil ass d'Alkane vu méi nidderegen Molekulargewiicht a wäertvoll Diesel-Reech Alkanen ëmzewandelen", sot d'Manoja Samantaray vum KAUST Catalysis Center.

Am Häerz vum Katalysator sinn Verbindunge vun zwee Metaller, Titan a Wolfram, déi iwwer Sauerstoffatome op eng Silica-Uewerfläch verankert sinn. D'Strategie benotzt gouf Katalyse vum Design. Virdrun Studien weisen datt monometallesch Katalysatoren an zwou Funktiounen engagéiert waren: Alkan zu Olefin an dann Olefinmetathese. Titan gouf gewielt wéinst senger Fäegkeet fir d'CH Bond vun Paraffinen ze aktivéieren fir se an Olefinen ze transforméieren, a Wolfram gouf fir seng héich Aktivitéit fir Olefinmetathese gewielt.

Fir de Katalysator ze kreéieren, huet d'Team Silica erhëtzt fir sou vill Waasser wéi méiglech ze entfernen an duerno Hexamethyl Wolfram an Tetraneopentyl Titan bäigefüügt, fir e hellgiel Pudder ze bilden. D'Fuerscher hunn de Katalysator mat der Nuklearmagnetescher Resonanz (NMR) Spektroskopie studéiert fir ze weisen datt d'Wolfram- an Titanatome extrem no zesummen op de Silica-Uewerflächen leien, vläicht esou no wéi ≈0,5 Nanometer.

D'Fuerscher, ënnert der Leedung vum Direkter vum Centre Jean-Marie Basset, hunn dunn de Katalysator getest, andeems hien en dräi Deeg laang mat Propan op 150°C erhëtzt huet. Nodeems d'Reaktiounsbedéngungen optiméiert goufen - zum Beispill andeems de Propan kontinuéierlech iwwer de Katalysator fléisst - hu se festgestallt datt d'Haaptprodukter vun der Reaktioun Ethan a Butan waren an datt all Pair vu Wolfram- an Titanatome am Duerchschnëtt 10.000 Zyklen katalyséiere konnten. hir Aktivitéit verléieren. Dës "Ëmsetzungszuel" ass déi héchste jeemools gemellt fir eng Propan Metathese Reaktioun.

Dëse Succès vun der Katalyse duerch Design, proposéieren d'Fuerscher, ass wéinst engem erwaarten kooperativen Effekt tëscht den zwee Metaller. Als éischt läscht en Titanatom Waasserstoffatome vu Propan fir Propen ze bilden an dann brécht e Nopeschwolframatom Propen op senger Kuelestoff-Kuelestoff Duebelbindung op, a schaaft Fragmenter déi an aner Kuelewaasserstoffer rekombinéiere kënnen. D'Fuerscher hunn och festgestallt, datt Katalysatorpulver, déi nëmmen Wolfram oder Titan enthalen, ganz schlecht gemaach hunn; och wann dës zwee Pudder physesch zesumme gemëscht goufen, hunn hir Leeschtung net de kooperativen Katalysator ugepasst.

D'Team hofft en nach bessere Katalysator mat enger méi héijer Ëmsazzuel an enger méi laanger Liewensdauer ze designen. "Mir gleewen datt an der nächster Zukunft d'Industrie eis Approche fir d'Produktioun vun Diesel-Gamme Alkanen a méi allgemeng vun der Katalyse vum Design adoptéiere kann", sot Samantaray.