Катализатори хеле самарабахше, ки гази пропанро ба карбогидридҳои вазнинтар табдил медиҳад, аз ҷониби Донишгоҳи илм ва технологияи шоҳ Абдуллоҳи Арабистони Саудӣ таҳия шудааст. (KAUST) муҳаққиқон. Он реаксияи химиявиро ба таври назаррас суръат мебахшад, ки бо номи метатези алканӣ маъруф аст, ки метавонад барои тавлиди сӯзишвории моеъ истифода шавад.

Катализатор пропанро, ки се атоми карбон дорад, ба молекулаҳои дигар, аз қабили бутан (дар таркибаш чаҳор карбон), пентан (бо панҷ карбон) ва этан (бо ду карбон) аз нав ташкил мекунад. "Ҳадафи мо табдил додани алканҳои вазни молекулавии камтар ба алканҳои арзишманди дизелӣ мебошад" гуфт Маножа Самантарай аз Маркази катализи KAUST.

Дар маркази катализатор пайвастагиҳои ду металл, титан ва вольфрам ҷойгиранд, ки тавассути атомҳои оксиген ба сатҳи кремний пайваст карда мешаванд. Стратегияи истифодашуда катализ аз рӯи тарҳрезӣ буд. Таҳқиқоти қаблӣ нишон доданд, ки катализаторҳои монометаллӣ дар ду вазифа машғуланд: алкан ба олефин ва баъд метатези олефин. Титан аз сабаби қобилияти фаъол кардани пайванди CH-и парафинҳо барои табдил додани онҳо ба олефинҳо ва волфрам барои фаъолияти баландаш барои метатези олефин интихоб карда шуд.

Барои эҷоди катализатор, гурӯҳ кремнийро гарм кард, то ҳадди имкон обро хориҷ кунад ва сипас гексаметил волфрам ва титани тетранеопентилро илова кард, ки хокаи сабук-зардро ба вуҷуд овард. Муҳаққиқон катализаторро бо истифода аз спектроскопияи резонанси магнитии ҳастаӣ (NMR) омӯхтанд, то нишон дод, ки атомҳои волфрам ва титан дар сатҳи кремний ба ҳам хеле наздик ҷойгиранд, шояд то ≈0,5 нанометр.

Муҳаққиқон бо роҳбарии директори марказ Жан-Мари Бассет пас аз он катализаторро бо роҳи гарм кардани он то 150 ° C бо пропан барои се рӯз озмоиш карданд. Пас аз оптимизатсияи шароити реаксия - масалан, бо роҳи пайвастани пропан аз болои катализатор - онҳо дарёфтанд, ки маҳсулоти асосии реаксия этан ва бутан мебошанд ва ҳар як ҷуфт атомҳои волфрам ва титан метавонанд ба ҳисоби миёна 10 000 давраро катализ кунанд. фаъолияти худро гум мекунанд. Ин "рақами гардиш" баландтарин рақамест, ки дар бораи реаксияи метатези пропан гузориш дода шудааст.

Муҳаққиқон пешниҳод мекунанд, ки ин муваффақияти катализ аз рӯи тарҳрезӣ аз таъсири интизории муштараки байни ду металл вобаста аст. Аввалан, атоми титан атомҳои гидрогенро аз пропан хориҷ карда, пропенро ташкил медиҳад ва баъд атоми волфрами ҳамсоя пропенро дар пайванди дугонаи карбон-карбонаш мешиканад ва пораҳоеро ба вуҷуд меорад, ки метавонанд ба карбогидридҳои дигар пайваст шаванд. Муҳаққиқон инчунин муайян карданд, ки хокаҳои катализатор дар таркибашон танҳо волфрам ё титан хеле бад кор мекунанд; хатто вакте ки ин ду хока аз чихати физикй бо хам омехта карда мешуданд, кори онхо ба катализатори кооператив мувофик намеомад.

Даста умедвор аст, ки катализатори боз ҳам беҳтареро бо рақами бештари гардиш ва умри дарозтар тарҳрезӣ кунад. "Мо боварӣ дорем, ки дар ояндаи наздик саноат метавонад усули моро барои истеҳсоли алканҳои дизелӣ ва умуман катализ аз рӯи тарҳ қабул кунад" гуфт Самантарай.