Cobalt singled out for selective alcohol oxidation — ABC Chemicals


Новые исследования показывают, что каталитическая система, состоящая из отдельных атомов кобальта, закрепленных на каркасе, может окислять первичные спирты в альдегиды с высокой активностью и превосходной селективностью. Система может работать как заменитель благородного металла при синтезе миндального ароматизатора, бензальдегида.

Бензальдегид важен для синтеза тонкодисперсных химикатов, и его применение варьируется от фармацевтических препаратов и пищевых ароматизаторов до пестицидов. Распространенным способом получения бензальдегида является окисление бензиловых спиртов. Типичные катализаторы для этого процесса содержат драгоценные металлы, такие как рутений и палладий, и, хотя они работают очень хорошо, стоимость и дефицит этих элементов проблематичны.

Теперь команда из университета Цинхуа в Пекине, Китай, во главе с Диншеном Вангом сообщила об одноатомном катализаторе на основе дешевых материалов, который может выполнить эту реакцию с выдающимися результатами.

Как следует из названия, одноатомные катализаторы представляют собой класс катализаторов, где активный центр представляет собой один атом. Они обычно принимают форму отдельных атомов, диспергированных на материале носителя, который придает стабильность. Такое расположение делает атомы более открытыми для реагентов, чем они могли бы быть, что делает процесс катализа более эффективным. Микроскопические и спектроскопические методы могут гарантировать, что атомы остаются отдельными и не объединяются в наночастицы.

Предшественником катализатора, используемого командой Вана, является биметаллический металлорганический каркас (BMOF), покрытый органическим полимером. Там, где традиционные MOF состоят из атомов металла одного типа, соединенных органическим линкером, BMOF содержат два разных металла — в данном случае кобальт и цинк. «BMOF можно использовать не только в качестве предшественника отдельных атомов металла, но и в качестве предшественника носителя», — объясняет Ван. Пиролиз композита BMOF-полимер приводит к получению конечного катализатора.

В случае окисления бензиловых спиртов в бензальдегид этот катализатор демонстрирует почти идеальные рабочие характеристики с показателями конверсии и селективности 99%. Это означает, что реакция использует почти весь исходный материал, почти полностью избегая нежелательных побочных продуктов. Сэр Джон Мейриг-Томас, эксперт по катализу из Кембриджского университета в Великобритании, впечатлен этими результатами: «Это очень похвальная работа по производству высокоактивных, высокоселективных одноатомных катализаторов».

Несмотря на исключительные характеристики, сложность способа, используемого для получения катализатора, может стать препятствием для его широкомасштабного применения. По словам Мейрига-Томаса, «я думаю, что если вы пытаетесь коммерциализировать что-то подобное, вам потребуется более упрощенный и простой способ получения твердой подложки, которая разделяет отдельные атомы кобальта».







Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *