Химики СПбГУ выявили фактор, позволяющий катализаторам нового поколения проявить максимальную активность
Ученые Санкт-Петербургского университета выяснили, что для использования промышленных органических катализаторов нового поколения, отличающихся эффективностью и экологичностью, важнейшим фактором является среда, в которой они работают. Так, оказалось, что многие широко используемые в химии растворители заметно снижают активность органокатализаторов, поэтому выбор правильного растворителя играет ключевую роль.
Результат исследования опубликован в международном научном журнале Catalysis Science & Technology. Подавляющее большинство катализаторов, используемых в современной промышленности, например, при нефтепереработке и создании синтетических материалов, содержат токсичные тяжелые металлы. Это негативно сказывается на экологии, поскольку расходуется много энергии на очистку и переработку таких систем, а также на устранение вредных выбросов в окружающую среду.
Органокатализаторы — то есть катализаторы, представляющие собой органические молекулы, не содержащие каких-либо металлов — можно назвать современной экологичной альтернативой обычным металлсодержащим катализаторам. Они не загрязняют окружающую среду ни на этапе получения, ни во время использования, ни при утилизации. Однако на сегодняшний день большинство органокатализаторов сильно уступают в активности традиционным и не могут выполнять свою главную задачу — эффективно ускорять химическую реакцию.
Научная группа Санкт-Петербургского государственного университета сегодня единственная в России, целенаправленно работающая в области создания органических катализаторов нового поколения.
«Мы занимаемся разработкой таких органокатализаторов, которые реально могут конкурировать в каталитической активности с металлсодержащими и при этом быть гораздо безопаснее для экологии. В своей работе мы показали, что растворитель зачастую играет ключевую роль в процессе связывания катализатора с нужным субстратом реакции. Так, мы выяснили, что некоторые часто используемые в химии растворители полностью препятствуют такому связыванию», — пояснил профессор кафедры физической органической химии СПбГУ Дмитрий Болотин.
Сейчас химики СПбГУ активно изучают механизмы работы новых органокатализаторов, так как это важный фундаментальный этап, без которого невозможно внедрять инновационные каталитические системы в промышленные процессы.
Проблема выбора правильной среды для получения катализаторов встала перед учеными в ходе проведенной ранее работы, когда им удалось установить, какие именно катализаторы потенциально могут проявлять наибольшую активность. Во время этой работы заметили, что иногда катализаторы не проявляли вообще никакой активности. По словам химика СПбГУ Дмитрия Болотина, это привело к необходимости изучения не только структуры катализаторов, но и среды, в которой они работают.
Одним из таких растворителей оказался диметилсульфоксид — безопасный, недорогой и распространенный в промышленности растворитель. Выяснилось, что он может полностью подавлять активность некоторых катализаторов. При этом в менее распространенном ацетонитриле катализаторы проявляли заметную каталитическую активность при использовании в той же самой реакции.
В дальнейшем научная группа химиков Санкт-Петербургского университета собирается продолжить работать по двум взаимодополняющим направлениям: изучать фундаментальные основы работы новых катализаторов и разрабатывать новые экологичные органические субстраты, проявляющие высокую каталитическую активность. «Это почти как изучать динамику новой машины в вакууме. Для адекватной оценки ее разгона нам потребовалось учитывать сопротивление воздуха при ее движении», — дополнительно пояснил Дмитрий Болотин суть их последней работы.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно