Томские ученые нашли способ вдвое увеличить выход молочной кислоты из глицерина
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».