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 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.
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.
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.
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