Саудын Арабын Хаан Абдуллагийн Шинжлэх ухаан, технологийн их сургууль пропан хийг илүү хүнд нүүрсустөрөгч болгон хувиргадаг өндөр үр ашигтай катализатор бүтээжээ. (KAUST) судлаачид. Энэ нь шингэн түлш үйлдвэрлэхэд ашиглаж болох алкан метатез гэж нэрлэгддэг химийн урвалыг ихээхэн хурдасгадаг.

Катализатор нь гурван нүүрстөрөгчийн атом агуулсан пропаныг бутан (дөрвөн нүүрстөрөгч агуулсан), пентан (таван нүүрстөрөгчтэй), этан (хоёр нүүрстөрөгчтэй) зэрэг бусад молекулууд болгон хувиргадаг. "Бидний зорилго бол бага молекул жинтэй алкануудыг үнэ цэнэтэй дизель алкан болгон хувиргах явдал юм" гэж KAUST катализийн төвийн ажилтан Маножа Самантарай хэлэв.

Катализаторын зүрхэнд хүчилтөрөгчийн атомаар дамжуулан цахиурын гадаргууд бэхлэгдсэн титан ба вольфрам гэсэн хоёр металлын нэгдлүүд байдаг. Ашигласан стратеги нь дизайнаар катализ байв. Өмнөх судалгаагаар монометалл катализаторууд нь алканаас олефин, дараа нь олефины метатез гэсэн хоёр үүргийг гүйцэтгэдэг болохыг харуулсан. Титаныг парафинуудын CH холбоог идэвхжүүлж олефин болгон хувиргах чадвартай, вольфрамыг олефины метатезийн өндөр идэвхжилтэй тул сонгосон.

Катализаторыг бий болгохын тулд багийнхан цахиурын давхар ислийг халааж аль болох их хэмжээний усыг зайлуулж, дараа нь гексаметил вольфрам, тетранеопентил титан нэмснээр цайвар шар өнгийн нунтаг үүсгэсэн. Судлаачид цөмийн соронзон резонансын (NMR) спектроскопи ашиглан катализаторыг судалж, вольфрам ба титаны атомууд цахиурын гадаргуу дээр маш ойрхон, магадгүй ≈0.5 нанометрийн зайд оршдог болохыг харуулсан.

Тус төвийн захирал Жан-Мари Бассет тэргүүтэй судлаачид катализаторыг гурван өдрийн турш пропантай 150 хэм хүртэл халааж туршжээ. Урвалын нөхцлийг оновчтой болгосны дараа, жишээлбэл, пропаныг катализаторын дээгүүр тасралтгүй урсгах замаар тэд урвалын гол бүтээгдэхүүн нь этан, бутан бөгөөд вольфрам, титаны хос атом бүр дунджаар 10,000 цикл катализатор хийж чаддаг болохыг олж мэдсэн. үйл ажиллагаагаа алддаг. Энэхүү "эргэлтийн тоо" нь пропан метатезийн урвалын талаар мэдээлэгдсэн хамгийн өндөр үзүүлэлт юм.

Дизайнаар катализийн энэхүү амжилт нь хоёр металлын хооронд хүлээгдэж буй хамтын нөлөөллөөс үүдэлтэй гэж судлаачид үзэж байна. Нэгдүгээрт, титан атом нь пропанаас устөрөгчийн атомыг зайлуулж пропен үүсгэдэг ба дараа нь хөрш гянт болдын атом нь нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн давхар холбоонд пропенийг задалж, бусад нүүрсустөрөгчид дахин нэгдэх хэсгүүдийг үүсгэдэг. Судлаачид зөвхөн вольфрам эсвэл титан агуулсан катализаторын нунтаг маш муу ажилладаг болохыг олж мэдсэн; Эдгээр хоёр нунтаг биет байдлаар холилдсон ч гүйцэтгэл нь хоршооны катализатортой таарахгүй байв.

Баг нь илүү сайн эргэлтийн тоотой, илүү урт наслах чадвартай катализатор зохион бүтээхээр найдаж байна. Самантарай хэлэхдээ "Ойрын ирээдүйд аж үйлдвэр дизель-хамгийн алкан үйлдвэрлэх, ерөнхийдөө катализийн чиглэлээр бидний арга барилыг ашиглах боломжтой гэдэгт бид итгэж байна" гэж хэлэв.