Исследователи из Университета Монаша, Сиднейского университета и Университета RMIT разработали новаторский жидкий катализатор на основе палладия, растворенного в жидком галлии. Это открытие способно кардинально изменить химическое производство, сделав его значительно быстрее, безопаснее и экологичнее.
Новый катализатор ускоряет химические реакции до 100 000 раз по сравнению с лучшими существующими твердотельными палладиевыми аналогами. Такая беспрецедентная эффективность открывает путь к революционным изменениям в производстве широкого спектра необходимых продуктов в различных отраслях промышленности.
Ключевым преимуществом является безопасность. Катализатор функционирует как истинный гетерогенный катализатор, находясь в отдельной фазе от реагентов и продуктов. Важно, что он не допускает выщелачивания ионов палладия, предотвращая загрязнение конечных продуктов, особенно фармацевтических препаратов, и связанные с этим риски для здоровья.
Ведущий исследователь, доцент Мд. Арифур Рахим из Департамента химической и биологической инженерии Университета Монаша, совместно со старшим соавтором доктором Эндрю Дж. Кристофферсоном из RMIT, первым автором Мд. Хасаном Аль Банна и старшим соавтором профессором Курошем Калантар-Заде, продемонстрировали уникальные свойства системы. Катализатор обладает способностью к самовосстановлению, что повышает его долговечность и экономическую привлекательность.
Механизм действия жидкого катализатора принципиально отличается от твердотельных аналогов. Он использует флюидоподобное поведение атомов палладия (Pd) в жидком галлии (Ga). Атомы палладия располагаются непосредственно под поверхностью жидкого металла и активируют находящиеся над ними атомы галлия. Химическая реакция протекает именно на этой активированной поверхности.
Эффективность катализатора была продемонстрирована на примере реакций кросс-сочетания Сузуки-Мияуры. Этот метод, удостоенный Нобелевской премии, используется для формирования связей углерод-углерод (C‒C) и имеет критическое значение в синтезе фармацевтических препаратов, агрохимикатов и в материаловедении.
Потенциальное влияние разработки охватывает множество секторов. В фармацевтике это позволит быстрее создавать жизненно важные лекарства. В агрохимии — разрабатывать более экологичные средства защиты растений. В производстве передовых материалов — эффективнее получать пластмассы, полимеры и компоненты для электроники. В целом, это шаг к более устойчивым промышленным процессам во всем мире.
Результаты этого прорывного исследования опубликованы в авторитетном научном журнале Science Advances. Разработка не только решает существующие проблемы в катализе, но и стимулирует дальнейшие инновации в дизайне каталитических систем для более зеленого и эффективного будущего.
Изображение носит иллюстративный характер
Новый катализатор ускоряет химические реакции до 100 000 раз по сравнению с лучшими существующими твердотельными палладиевыми аналогами. Такая беспрецедентная эффективность открывает путь к революционным изменениям в производстве широкого спектра необходимых продуктов в различных отраслях промышленности.
Ключевым преимуществом является безопасность. Катализатор функционирует как истинный гетерогенный катализатор, находясь в отдельной фазе от реагентов и продуктов. Важно, что он не допускает выщелачивания ионов палладия, предотвращая загрязнение конечных продуктов, особенно фармацевтических препаратов, и связанные с этим риски для здоровья.
Ведущий исследователь, доцент Мд. Арифур Рахим из Департамента химической и биологической инженерии Университета Монаша, совместно со старшим соавтором доктором Эндрю Дж. Кристофферсоном из RMIT, первым автором Мд. Хасаном Аль Банна и старшим соавтором профессором Курошем Калантар-Заде, продемонстрировали уникальные свойства системы. Катализатор обладает способностью к самовосстановлению, что повышает его долговечность и экономическую привлекательность.
Механизм действия жидкого катализатора принципиально отличается от твердотельных аналогов. Он использует флюидоподобное поведение атомов палладия (Pd) в жидком галлии (Ga). Атомы палладия располагаются непосредственно под поверхностью жидкого металла и активируют находящиеся над ними атомы галлия. Химическая реакция протекает именно на этой активированной поверхности.
Эффективность катализатора была продемонстрирована на примере реакций кросс-сочетания Сузуки-Мияуры. Этот метод, удостоенный Нобелевской премии, используется для формирования связей углерод-углерод (C‒C) и имеет критическое значение в синтезе фармацевтических препаратов, агрохимикатов и в материаловедении.
Потенциальное влияние разработки охватывает множество секторов. В фармацевтике это позволит быстрее создавать жизненно важные лекарства. В агрохимии — разрабатывать более экологичные средства защиты растений. В производстве передовых материалов — эффективнее получать пластмассы, полимеры и компоненты для электроники. В целом, это шаг к более устойчивым промышленным процессам во всем мире.
Результаты этого прорывного исследования опубликованы в авторитетном научном журнале Science Advances. Разработка не только решает существующие проблемы в катализе, но и стимулирует дальнейшие инновации в дизайне каталитических систем для более зеленого и эффективного будущего.