Saudiya Arabistoni qiroli Abdulla nomidagi fan va texnologiya universiteti tomonidan propan gazini og‘irroq uglevodorodlarga aylantiruvchi yuqori samarali katalizator yaratildi. (KAUST) tadqiqotchilari. Bu suyuq yoqilg'i ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan alkan metatezasi deb nomlanuvchi kimyoviy reaktsiyani sezilarli darajada tezlashtiradi.

Katalizator uchta uglerod atomini o'z ichiga olgan propanni boshqa molekulalarga aylantiradi, masalan, butan (to'rtta uglerodli), pentan (beshta uglerodli) va etan (ikkita uglerodli). "Bizning maqsadimiz past molekulyar og'irlikdagi alkanlarni qimmatbaho dizel diapazonidagi alkanlarga aylantirishdir", dedi KAUST kataliz markazidan Manoja Samantaray.

Katalizatorning markazida kislorod atomlari orqali kremniy dioksidi yuzasiga biriktirilgan ikkita metal, titan va volfram birikmalari mavjud. Foydalanilgan strategiya dizayn bo'yicha kataliz edi. Oldingi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, monometalik katalizatorlar ikkita funktsiyani bajaradi: alkandan olefinga, keyin esa olefin metatezasi. Titan kerosinlarni olefinlarga aylantirish uchun CH bog'ini faollashtirish qobiliyati tufayli tanlangan, volfram esa olefin metatezasi uchun yuqori faolligi uchun tanlangan.

Katalizatorni yaratish uchun jamoa imkon qadar ko'proq suvni olib tashlash uchun kremniy dioksidini qizdirdi va keyin geksametil volfram va tetraneopentil titan qo'shib, och sariq rangli kukun hosil qildi. Tadqiqotchilar katalizatorni yadro magnit-rezonans (YMR) spektroskopiyasi yordamida o‘rganib, volfram va titan atomlari kremniy dioksidi yuzasida bir-biriga juda yaqin joylashganini, ehtimol ≈0,5 nanometrga yaqin ekanligini ko‘rsatdi.

Markaz direktori Jan-Mari Basset boshchiligidagi tadqiqotchilar katalizatorni uch kun davomida propan bilan 150°C ga qizdirish orqali sinovdan o‘tkazdilar. Reaktsiya sharoitlarini optimallashtirgandan so'ng, masalan, propanning katalizator ustida uzluksiz oqib ketishiga imkon berish orqali ular reaksiyaning asosiy mahsulotlari etan va butan ekanligini va har bir volfram va titan atomlari juftligi o'rtacha 10 000 tsiklni katalizlashi mumkinligini aniqladilar. faolligini yo'qotadi. Bu "aylanma soni" propan metatezasi reaktsiyasi uchun qayd etilgan eng yuqori ko'rsatkichdir.

Tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, dizayn bo'yicha katalizning bu muvaffaqiyati ikki metal o'rtasida kutilayotgan hamkorlik ta'siri bilan bog'liq. Birinchidan, titan atomi propandan vodorod atomlarini olib tashlab, propen hosil qiladi, so'ngra qo'shni volfram atomi uglerod-uglerod qo'sh bog'ida ochiq propenni sindirib, boshqa uglevodorodlarga qayta birlasha oladigan bo'laklarni hosil qiladi. Tadqiqotchilar, shuningdek, faqat volfram yoki titanni o'z ichiga olgan katalizator kukunlari juda yomon ishlashini aniqladilar; bu ikki kukun jismonan aralashtirilgan bo'lsa ham, ularning ishlashi kooperativ katalizatorga mos kelmadi.

Jamoa yuqori aylanma soni va uzoq umrga ega bo'lgan yanada yaxshi katalizatorni ishlab chiqishga umid qilmoqda. "Biz yaqin kelajakda sanoat dizel diapazonidagi alkanlarni ishlab chiqarish va umuman, katalizlash bo'yicha bizning yondashuvimizni qo'llashiga ishonamiz", dedi Samantaray.