പ്രൊപ്പെയ്ൻ വാതകത്തെ ഭാരമേറിയ ഹൈഡ്രോകാർബണുകളാക്കി മാറ്റുന്ന വളരെ കാര്യക്ഷമമായ ഒരു കാറ്റലിസ്റ്റ് സൗദി അറേബ്യയിലെ കിംഗ് അബ്ദുല്ല സയൻസ് ആൻഡ് ടെക്നോളജി യൂണിവേഴ്സിറ്റി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. (KAUST) ഗവേഷകർ. ദ്രാവക ഇന്ധനങ്ങൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ആൽക്കെയ്ൻ മെറ്റാറ്റെസിസ് എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു രാസപ്രവർത്തനത്തെ ഇത് ഗണ്യമായി വേഗത്തിലാക്കുന്നു.

കാറ്റലിസ്റ്റ് മൂന്ന് കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ അടങ്ങുന്ന പ്രൊപ്പെയ്ൻ, ബ്യൂട്ടെയ്ൻ (നാല് കാർബണുകൾ അടങ്ങിയത്), പെൻ്റെയ്ൻ (അഞ്ച് കാർബണുകൾ ഉള്ളത്), ഈഥെയ്ൻ (രണ്ട് കാർബണുകൾ ഉള്ളത്) എന്നിങ്ങനെയുള്ള മറ്റ് തന്മാത്രകളിലേക്ക് പുനഃക്രമീകരിക്കുന്നു. "താഴ്ന്ന തന്മാത്രാഭാരമുള്ള ആൽക്കെയ്നുകളെ വിലയേറിയ ഡീസൽ-റേഞ്ച് ആൽക്കെയ്നുകളാക്കി മാറ്റുകയാണ് ഞങ്ങളുടെ ലക്ഷ്യം," KAUST കാറ്റലിസിസ് സെൻ്ററിൽ നിന്നുള്ള മനോജ സാമന്തരായ് പറഞ്ഞു.

കാറ്റലിസ്റ്റിൻ്റെ ഹൃദയഭാഗത്ത് ഓക്സിജൻ ആറ്റങ്ങൾ വഴി സിലിക്ക പ്രതലത്തിൽ നങ്കൂരമിട്ടിരിക്കുന്ന ടൈറ്റാനിയം, ടങ്സ്റ്റൺ എന്നീ രണ്ട് ലോഹങ്ങളുടെ സംയുക്തങ്ങളാണ്. രൂപകല്പന വഴിയുള്ള കാറ്റലിസിസ് എന്ന തന്ത്രമാണ് ഉപയോഗിച്ചത്. മുമ്പത്തെ പഠനങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് മോണോമെറ്റാലിക് കാറ്റലിസ്റ്റുകൾ രണ്ട് പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ ഏർപ്പെട്ടിരുന്നു എന്നാണ്: ആൽക്കെയ്ൻ മുതൽ ഒലിഫിൻ, തുടർന്ന് ഒലിഫിൻ മെറ്റാറ്റെസിസ്. പാരഫിനുകളുടെ സിഎച്ച് ബോണ്ടിനെ ഓലെഫിനുകളായി രൂപാന്തരപ്പെടുത്താനുള്ള കഴിവ് കാരണം ടൈറ്റാനിയം തിരഞ്ഞെടുത്തു, ഒലിഫിൻ മെറ്റാറ്റെസിസിനായുള്ള ഉയർന്ന പ്രവർത്തനത്തിനായി ടങ്സ്റ്റൺ തിരഞ്ഞെടുത്തു.

ഉൽപ്രേരകം സൃഷ്ടിക്കാൻ, സംഘം കഴിയുന്നത്ര വെള്ളം നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി സിലിക്ക ചൂടാക്കി, തുടർന്ന് ഹെക്‌സാമെഥൈൽ ടങ്സ്റ്റൺ, ടെട്രാനിയോപെൻ്റൈൽ ടൈറ്റാനിയം എന്നിവ ചേർത്ത് ഇളം മഞ്ഞ പൊടി രൂപപ്പെടുത്തി. ടങ്സ്റ്റൺ, ടൈറ്റാനിയം ആറ്റങ്ങൾ സിലിക്ക പ്രതലങ്ങളിൽ ഒരുപക്ഷെ ≈0.5 നാനോമീറ്ററോളം അടുത്ത് കിടക്കുന്നുണ്ടെന്ന് കാണിക്കാൻ ന്യൂക്ലിയർ മാഗ്നറ്റിക് റെസൊണൻസ് (എൻഎംആർ) സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി ഉപയോഗിച്ച് ഗവേഷകർ കാറ്റലിസ്റ്റ് പഠിച്ചു.

സെൻ്റർ ഡയറക്ടർ ജീൻ മേരി ബാസെറ്റിൻ്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷകർ, മൂന്ന് ദിവസത്തേക്ക് പ്രൊപ്പെയ്ൻ ഉപയോഗിച്ച് 150 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ ചൂടാക്കി കാറ്റലിസ്റ്റ് പരീക്ഷിച്ചു. പ്രതികരണ സാഹചര്യങ്ങൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്തതിന് ശേഷം-ഉദാഹരണത്തിന്, പ്രൊപ്പെയ്ൻ ഉൽപ്രേരകത്തിന് മുകളിലൂടെ തുടർച്ചയായി ഒഴുകാൻ അനുവദിച്ചുകൊണ്ട്-പ്രതികരണത്തിൻ്റെ പ്രധാന ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ഈഥെയ്ൻ, ബ്യൂട്ടെയ്ൻ എന്നിവയാണെന്നും ഓരോ ജോഡി ടങ്സ്റ്റൺ, ടൈറ്റാനിയം ആറ്റങ്ങൾക്കും മുമ്പ് ശരാശരി 10,000 സൈക്കിളുകൾ ഉത്തേജിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെന്നും അവർ കണ്ടെത്തി. അവരുടെ പ്രവർത്തനം നഷ്ടപ്പെടുന്നു. ഈ "വിറ്റുവരവ് സംഖ്യ" പ്രൊപ്പെയ്ൻ മെറ്റാതെസിസ് പ്രതികരണത്തിന് ഇതുവരെ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുള്ളതിൽ വച്ച് ഏറ്റവും ഉയർന്നതാണ്.

രണ്ട് ലോഹങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള സഹകരണം പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന ഫലമാണ് രൂപകല്പന വഴിയുള്ള കാറ്റലിസിസിൻ്റെ ഈ വിജയം, ഗവേഷകർ നിർദ്ദേശിക്കുന്നു. ആദ്യം, ഒരു ടൈറ്റാനിയം ആറ്റം പ്രൊപ്പെയ്നിൽ നിന്ന് ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളെ നീക്കം ചെയ്യുകയും പ്രൊപ്പീൻ രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു, തുടർന്ന് അയൽപക്കത്തുള്ള ടങ്സ്റ്റൺ ആറ്റം അതിൻ്റെ കാർബൺ-കാർബൺ ഇരട്ട ബോണ്ടിൽ തുറന്ന പ്രൊപ്പീൻ തകർക്കുകയും മറ്റ് ഹൈഡ്രോകാർബണുകളിലേക്ക് വീണ്ടും സംയോജിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന ശകലങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ടങ്സ്റ്റൺ അല്ലെങ്കിൽ ടൈറ്റാനിയം മാത്രം അടങ്ങിയ കാറ്റലിസ്റ്റ് പൊടികൾ വളരെ മോശമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നതായി ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി; ഈ രണ്ട് പൊടികളും ശാരീരികമായി ഒന്നിച്ചു ചേർത്തപ്പോൾ പോലും, അവയുടെ പ്രകടനം സഹകരണ ഉൽപ്രേരകവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ല.

ഉയർന്ന വിറ്റുവരവ് സംഖ്യയും ദീർഘായുസ്സും ഉള്ള ഇതിലും മികച്ച ഒരു കാറ്റലിസ്റ്റ് രൂപകൽപന ചെയ്യാൻ ടീം പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. “സമീപ ഭാവിയിൽ, ഡീസൽ-റേഞ്ച് ആൽക്കെയ്‌നുകൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഞങ്ങളുടെ സമീപനം വ്യവസായത്തിന് സ്വീകരിക്കാനാകുമെന്ന് ഞങ്ങൾ വിശ്വസിക്കുന്നു.