Платиновый катализатор многократного использования удешевит производство силиконов и убережет природу от загрязнения
Российские ученые синтезировали стабильный платиновый катализатор, который можно многократно — не менее 45 раз — использовать для ускорения химических реакций. Он позволит удешевить производство силиконов, а также уменьшить загрязнение окружающей среды токсичными катализаторами на основе платины.
Результаты исследования, поддержанного грантами Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Catalysis. Силиконы — кремнийорганические соединения — широко применяются в различных областях человеческой деятельности. Они используются в авиакосмической и строительной отрасли, кораблестроении, медицине и сельском хозяйстве, а также входят в состав бытовой химии, косметики, лакокрасочных материалов и хозяйственных товаров. Эти вещества в промышленных масштабах синтезируют с использованием катализаторов на основе платины. Катализатор ускоряет реакцию гидросилилирования, которая позволяет ввести кремнийсодержащие фрагменты в состав алкенов — органических соединений, являющихся продуктами нефтепереработки.
У платиновых катализаторов есть несколько недостатков — высокая стоимость и загрязнение окружающей среды этим металлом. Кроме того, их использование повышает стоимость получаемых материалов: около 30 процентов цены силиконов составляет стоимость платинового катализатора. Учитывая, что ежегодное потребление платины только в 2007 году составило более 5,6 тонн и нарастает, это можно считать серьезной экологической и экономической проблемой. Попытки найти замену среди соединений на основе более дешевых, доступных и безопасных металлов, например железа, меди, кобальта и хрома, не увенчались успехом из-за их низкой эффективности. В связи с этим химики пытаются создать новые катализаторы на основе платины, которые можно будет многократно использовать и перерабатывать.
Ученые из Института нефтехимического синтеза имени А. В. Топчиева РАН (Москва) в сотрудничестве с российскими коллегами синтезировали устойчивый к действию влаги и воздуха экономичный и экологичный платиновый катализатор, который можно многократно использовать. За основу авторы взяли коммерчески доступную соль металла, растворенную в этиленгликоле. Этот широкодоступный и дешевый органический растворитель стабилизировал частицы платины и позволял вновь и вновь регенерировать катализатор после применения без потерь и выбросов в окружающую среду.
Авторы проверили способность полученного платинового катализатора ускорять химические реакции гидросилилирования. Выход целевых продуктов достигал 95-99%, что говорит о высокой эффективности полученного катализатора. При этом побочных соединений не образовывалось, а искомое вещество легко можно было очистить от катализатора.
Исследователи также показали, что предложенный платиновый катализатор в этиленгликоле можно использовать не менее 45 раз подряд, при этом на первых 36 циклах его активность не снижалась, и нужная реакция протекала всего за пару минут. Однако, начиная с 37 цикла, скорость превращения постепенно понижалась, и на заключительных этапах эксперимента превращение занимало несколько часов.
«Предложенный нами платиновый катализатор по эффективности не только не уступает промышленным аналогам, но и превосходит их в некоторых случаях. Более того, его можно использовать многократно, в отличие от индустриальных катализаторов гидросилилирования, что позволяет понизить расходы и безвозвратное “распыление” платины и, следовательно, удешевить производство силиконов и уменьшить загрязнение окружающей среды. Еще одним несомненным достоинством разработанного катализатора является простота получения и использования. В дальнейшем мы продолжим поиск новых высокоэффективных катализаторов», — рассказывает один из авторов исследования Ашот Арзуманян, руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, руководитель групп «Катализ в кремнийорганической химии» ИНХС РАН и «Функциональные соединения элементов IV группы» ИНЭОС РАН.
В работе также принимали участие исследователи: аспирант Ирина Гончарова (ИНХС имени А. В. Топчиева РАН и Институт элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова РАН (Москва)), кандидат химических наук Роман Новиков (Институт органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН (Москва)) и руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, академик РАН, доктор химических наук, Ирина Белецкая (Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова(Москва)).
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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