साउदी अरेबियाको किंग अब्दुल्लाह युनिभर्सिटी अफ साइन्स एण्ड टेक्नोलोजीले प्रोपेन ग्यासलाई भारी हाइड्रोकार्बनमा रूपान्तरण गर्ने उच्च कुशल उत्प्रेरक विकास गरेको छ। (KAUST) अनुसन्धानकर्ताहरू। यसले अल्केन मेटाथेसिस भनेर चिनिने रासायनिक प्रतिक्रियालाई महत्त्वपूर्ण रूपमा गति दिन्छ, जुन तरल इन्धन उत्पादन गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।

उत्प्रेरकले प्रोपेनलाई पुन: व्यवस्थित गर्दछ, जसमा तीन कार्बन परमाणुहरू छन्, अन्य अणुहरूमा, जस्तै ब्युटेन (चार कार्बनहरू भएको), पेन्टेन (पाँच कार्बनहरू सहित) र इथेन (दुई कार्बनहरू सहित)। "हाम्रो उद्देश्य तल्लो आणविक तौल अल्केनहरूलाई मूल्यवान डिजेल-रेन्ज अल्केनहरूमा रूपान्तरण गर्ने हो," KAUST क्याटालिसिस सेन्टरका मनोजा सामन्तरेले भने।

उत्प्रेरकको मुटुमा दुई धातुहरू, टाइटेनियम र टंगस्टनका यौगिकहरू छन्, जुन अक्सिजन परमाणुहरू मार्फत सिलिका सतहमा लंगरिएका छन्। प्रयोग गरिएको रणनीति डिजाइन द्वारा उत्प्रेरक थियो। अघिल्लो अध्ययनहरूले देखाए कि मोनोमेटालिक उत्प्रेरकहरू दुई कार्यहरूमा संलग्न थिए: अल्केनदेखि ओलेफिन र त्यसपछि ओलेफिन मेटाथेसिस। टाइटेनियमलाई प्याराफिनको सीएच बन्डलाई ओलेफिनमा रूपान्तरण गर्न सक्रिय गर्ने क्षमताको कारणले छनोट गरिएको थियो, र टंगस्टनलाई ओलेफिन मेटाथेसिसको लागि यसको उच्च गतिविधिको लागि छनोट गरिएको थियो।

उत्प्रेरक सिर्जना गर्न, टोलीले सकेसम्म धेरै पानी हटाउन सिलिकालाई ततायो र त्यसपछि हेक्सामेथाइल टंगस्टन र टेट्रानोपेन्टाइल टाइटेनियम थप्यो, हल्का पहेंलो पाउडर बनाउँछ। अन्वेषकहरूले आणविक चुम्बकीय अनुनाद (NMR) स्पेक्ट्रोस्कोपी प्रयोग गरेर उत्प्रेरकको अध्ययन गरे कि टंगस्टन र टाइटेनियम परमाणुहरू सिलिका सतहहरूमा धेरै नजिक छन्, सायद ≈0.5 न्यानोमिटर जति नजिक छन्।

केन्द्रका निर्देशक जीन-मारी बसेटको नेतृत्वमा अनुसन्धानकर्ताहरूले त्यसपछि उत्प्रेरकलाई तीन दिनसम्म प्रोपेनसँग 150 डिग्री सेल्सियसमा तताएर परीक्षण गरे। प्रतिक्रिया अवस्थाहरू अनुकूलन गरेपछि - उदाहरणका लागि, प्रोपेनलाई उत्प्रेरकमा निरन्तर प्रवाह गर्न अनुमति दिएर - उनीहरूले फेला पारे कि प्रतिक्रियाका मुख्य उत्पादनहरू इथेन र ब्युटेन थिए र टंगस्टन र टाइटेनियम परमाणुहरूको प्रत्येक जोडीले औसत 10,000 चक्र अघि उत्प्रेरित गर्न सक्छ। आफ्नो गतिविधि गुमाउने। यो "टर्नओभर नम्बर" प्रोपेन मेटाथेसिस प्रतिक्रियाको लागि रिपोर्ट गरिएको उच्चतम हो।

डिजाइन द्वारा उत्प्रेरक को यो सफलता, शोधकर्ताहरु को प्रस्ताव, दुई धातुहरु बीच एक अपेक्षित सहकारी प्रभाव को कारण हो। पहिले, टाइटेनियम परमाणुले प्रोपेनबाट हाइड्रोजन परमाणुहरूलाई प्रोपेन बनाउँछ र त्यसपछि छिमेकी टंगस्टन परमाणुले यसको कार्बन-कार्बन डबल बन्डमा खुला प्रोपेन तोड्छ, टुक्राहरू सिर्जना गर्दछ जुन अन्य हाइड्रोकार्बनहरूमा पुन: मिलाउन सक्छ। अन्वेषकहरूले यो पनि फेला पारे कि केवल टंगस्टन वा टाइटेनियम समावेश उत्प्रेरक पाउडर धेरै खराब प्रदर्शन; यी दुई पाउडरहरू भौतिक रूपमा एकसाथ मिसिए पनि तिनीहरूको कार्यसम्पादन सहकारी उत्प्रेरकसँग मेल खाएन।

टोलीले उच्च कारोबार संख्या, र लामो जीवनकालको साथ अझ राम्रो उत्प्रेरक डिजाइन गर्ने आशा गर्दछ। "हामी विश्वास गर्छौं कि निकट भविष्यमा, उद्योगले डिजेल-रेन्ज अल्केनहरू उत्पादन गर्न र सामान्यतया डिजाइनद्वारा उत्प्रेरकको लागि हाम्रो दृष्टिकोण अपनाउन सक्छ," सामन्तरेले भने।