Katalis anu kacida éfisiénna anu ngarobah gas propana jadi hidrokarbon anu leuwih beurat geus dikembangkeun ku Raja Abdullah Universitas Sains jeung Téknologi Arab Saudi. (KAUST) peneliti. Éta sacara signifikan nyepetkeun réaksi kimia anu katelah métatésis alkana, anu tiasa dianggo pikeun ngahasilkeun bahan bakar cair.

Katalis nyusun ulang propana, nu ngandung tilu atom karbon, jadi molekul séjén, kayaning butana (ngandung opat karbon), pentana (jeung lima karbon) jeung etana (jeung dua karbon). "Tujuan kami nyaéta pikeun ngarobih alkana beurat molekuler handap kana alkana rentang solar anu berharga," saur Manoja Samantary ti Pusat Katalisis KAUST.

Dina jantung katalis aya sanyawa dua logam, titanium jeung tungsten, nu anchored kana beungeut silika ngaliwatan atom oksigén. Strategi anu digunakeun nya éta catalysis by design. Studi saméméhna némbongkeun yén katalis monometallic kalibet dina dua fungsi: alkana ka olefin lajeng metathesis olefin. Titanium dipilih kusabab kamampuhna pikeun ngaktipkeun beungkeut CH parafin pikeun transformasi kana olefins, sarta tungsten dipilih pikeun aktivitas tinggi na pikeun metathesis olefin.

Pikeun nyieun katalis, tim dipanaskeun silika pikeun miceun cai saloba mungkin lajeng ditambahkeun hexamethyl tungsten jeung tetraneopentyl titanium, ngabentuk bubuk konéng lampu. Panaliti ngulik katalis ngagunakeun spéktroskopi résonansi magnetik nuklir (NMR) pikeun nunjukkeun yén atom tungsten sareng titanium perenahna caket pisan dina permukaan silika, sigana sacaket ≈0,5 nanométer.

Para panalungtik, dipingpin ku Diréktur puseur Jean-Marie Basset, teras nguji katalis ku pemanasan nepi ka 150 ° C kalawan propana salila tilu poé. Saatos ngaoptimalkeun kaayaan réaksi - contona, ku ngamungkinkeun propana ngalir terus-terusan ngaliwatan katalis - aranjeunna mendakan yén produk utama réaksina nyaéta étana sareng butana sareng unggal pasangan atom tungsten sareng titanium tiasa ngatalisan rata-rata 10.000 siklus sateuacanna. kaleungitan kagiatanana. "Jumlah elehan" ieu pangluhurna kantos dilaporkeun pikeun réaksi metathesis propana.

Kasuksésan ieu katalisis ku desain, panalungtik ngajukeun, alatan pangaruh koperasi ekspektasi antara dua logam. Kahiji, atom titanium miceun atom hidrogén tina propana pikeun ngabentuk propana lajeng atom tungsten tatangga megatkeun propena kabuka dina beungkeut ganda karbon-karbon na, nyieun fragmen nu bisa recombined kana hidrokarbon séjén. Para panalungtik ogé manggihan yén bubuk katalis ngan ngandung tungsten atawa titanium dipigawé pisan kirang; sanajan dua powders ieu fisik dicampurkeun babarengan, kinerja maranéhanana teu cocog katalis koperasi.

Tim ngaharepkeun ngarancang katalis anu langkung saé kalayan jumlah omzet anu langkung luhur, sareng umurna langkung panjang. "Kami yakin yén dina mangsa nu bakal datang, industri bisa ngadopsi pendekatan kami pikeun ngahasilkeun alkana solar-rentang sarta leuwih umum tina katalisis ku desain," ceuk Samantaray.