• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
10.02.2023
РНФ
342

Платиновый катализатор многократного использования удешевит производство силиконов и убережет природу от загрязнения

4.5

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.

Платиновый катализатор многократного использования удешевит производство силиконов и убережет природу от загрязнения / ©Getty images / Автор: Euclio Drusus

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)).

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
РНФ осуществляет финансовую и организационную поддержку фундаментальных и поисковых научных исследований посредством финансирования прошедших конкурсный отбор научных, научно-технических программ и проектов.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 17:37
Мария Азарова

Авторы нового исследования выявили три фактора, ответственные за так называемый алкогольный блэкаут — распространенное последствие употребления спиртных напитков, когда человек сталкивается с провалами в памяти.

Вчера, 11:12
Дарья Г.

Ио — самое вулканически активное на сегодня тело в Солнечной системе. Извержения «переделывают» поверхность этого спутника Юпитера быстрее, чем метеориты, и это при том, что обычно тела такой малой массы не могут поддерживать вулканическую активность. В новом исследовании ученые рассчитали, что спутник, вероятно, такой «горячий» на протяжении всего существования. Этот вывод имеет значение для всей системы Юпитера.

Позавчера, 16:49
Андрей

Международная группа геофизиков изучила облик внутреннего ядра Земли, чтобы выяснить, какой у него тип тепловой конвекции. В ходе исследования ученые обнаружили самые горячие и самые холодные точки в центре планеты.

Вчера, 17:37
Мария Азарова

Авторы нового исследования выявили три фактора, ответственные за так называемый алкогольный блэкаут — распространенное последствие употребления спиртных напитков, когда человек сталкивается с провалами в памяти.

19 апреля
Дарья Г.

По оценкам ученых, «свободных» планет в Млечном Пути может быть в 20 раз больше, чем звезд. Так как планеты сами не светятся, разглядеть их сложно: их ищут гравилинзированием, лучше всего обнаруживающим самые массивные планеты типа Юпитера. Но вот удалось найти еще одну такую «сироту», причем не массивную с Юпитер, а земного размера. И ученые уверены, что это лишь первая находка из многих.

Позавчера, 16:49
Андрей

Международная группа геофизиков изучила облик внутреннего ядра Земли, чтобы выяснить, какой у него тип тепловой конвекции. В ходе исследования ученые обнаружили самые горячие и самые холодные точки в центре планеты.

8 апреля
Василий Парфенов

Режим работы, количество трудовых часов в неделю и экономическую стабильность профессии прочно ассоциируют с благополучием человека. Количественно и качественно определить эти взаимосвязи получается редко — нужны большие выборки респондентов и длительное время наблюдений. Автор новой научной работы использовал долговременное исследование более чем семи тысяч американцев, чтобы выявить основные эффекты паттернов трудовой деятельности на психическое и физическое здоровье работающих людей.

28 марта
Игорь Байдов

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

29 марта
Ольга Иванова

Ученые из США и Швейцарии определили четыре ключевых механизма, задействованных в трансформации личности человека. Но ни один из них не сработает без самого главного — сильного желания измениться.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: