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 Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Газовый гигант Elias 2-24b успел набрать массу Юпитера менее чем за миллион лет. Поскольку планета еще формируется, причем довольно далеко от своей звезды, объяснить столь быстрый рост трудно.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.
Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
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