Ученые из Ноттингемского университета Великобритании создали новый тип катализатора, который приведет к новым, устойчивым способам создания и использования молекул и защитит запасы драгоценных металлов.
Сообщается, что новый тип катализатора сочетает в себе функции, которые ранее считались взаимоисключающими.
В своем новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, учёные демонстрируют, что поведение нанокластеров палладия не соответствует ортодоксальным характеристикам, которые определяют катализаторы как гомогенные или гетерогенные.
Традиционно делят катализаторы на гомогенные, когда каталитические центры тесно перемешаны с молекулами реагентов, и гетерогенные, когда реакции протекают на поверхности катализатора. Обычно химикам приходится идти на компромиссы при выборе того или иного типа, так как гомогенные катализаторы более селективны и активны, а гетерогенные — более долговечны и многоразовы.
Известно, что катализаторы обеспечивают почти 80 процентов промышленного химического производства. Процессы, которые доставляют наиболее важные ингредиенты экономики – от материалов (таких, как полимеры) и фармацевтических препаратов до агрохимикатов, включая удобрения и средства защиты растений.
Высокий спрос на катализаторы означает, что мировые запасы многих полезных металлов, включая золото, платину и палладий, быстро истощаются. Задача состоит в том, чтобы максимально использовать каждый атом. Использование металлов в виде нанокластеров является одной из наиболее мощных стратегий увеличения площади активной поверхности, доступной для катализа. Более того, когда размеры нанокластеров прорываются через нанометровый масштаб, свойства металла могут резко измениться, что приведет к новым явлениям, недоступным в ином случае на макроуровне.
Открытие команды ученых является ключом к раскрытию полного потенциала катализа в химии, ведущего к новым способам создания и использования молекул наиболее атомно-эффективными и энергонезависимыми способами.
Университет намерен приступить к крупномасштабному проекту по расширению этой работы с помощью исследований, которые приведут к защите находящихся под угрозой исчезновения элементов.
