Химики Томского государственного университета создали улучшенную версию катализатора для получения молочной кислоты из глицерина. Его можно использовать не менее пяти раз без потери активности, а драгоценные металлы практически не вымываются в процессе реакции.
Как уточняют в пресс-службе вуза, ученые целенаправленно работали над целенаправленным улучшением компонентов катализатора. Они оптимизировали его состав, отвечающий за первую стадию — окисление глицерина, и «настроили» пористый носитель, с участием которого реализуются остальные стадии каскадного превращения промежуточных продуктов в молочную кислоту.
— Создание катализаторов — это одна из самых интересных и востребованных областей современной химии. Подходы к проектированию каталитических композиций могут быть очень разнообразными. Мы применили «сборку» из двух разных по природе компонентов — биметаллических наночастиц и металлорганического каркаса с равномерно распределенными кислотными центрами, присутствие которых равнозначно необходимо в составе катализатора. Более того, нам удалось согласовать скорости отдельных стадий сложного каталитического процесса для достижения результата, — рассказала доктор химических наук, профессор, заведующая кафедрой физической и коллоидной химии ХФ ТГУ Ольга Водянкина.
Новый гибридный катализатор обеспечил конверсию глицерина в 55% и селективность по молочной кислоте выросла до 75%. Это означает, что выход целевого продукта вырос более чем в два раза по сравнению с палладиевым предшественником.
Работа имеет не только прикладную, но и фундаментальную ценность. Понимание связи «структура — свойство» в каталитической химии позволяет приблизиться к созданию природоподобных катализаторов, действующих по принципу ферментов в живых организмах.
Ранее химики ТГУ первыми в мире доказали саму возможность проведения этой сложной каскадной реакции без добавления щелочи, используя катализатор на основе палладия, висмута и пористого металлорганического каркаса. Та гибридная система стала первым прототипом, подтвердившим выбранное направление поиска каталитической системы. Однако эффективность процесса оставалась относительно невысокой: из общего объема глицерина в реакцию вступало лишь 19%, а в молочную кислоту из этого глицерина превращалось 58% — остальная доля конвертировалась в побочные продукты.
Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».