В Институте катализа Сибирского отделения Российской академии наук разработан катализатор для окисления этилена при комнатной температуре и атмосферном давлении. В своей работе ученые использовали материал делафоссит, его кристаллическая структура на основе серебра позволяет создавать смешанные оксиды различного состава. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Chemistry Chemical Physics.
Целью исследования был синтез смешанного оксида никеля и серебра для эпоксидирования (селективного окисления) этилена, одного из наиболее крупнотоннажных полимеров для химической промышленности. Оксид этилена используется для создания соединений, из которых производят пластмассы, текстиль и бытовую химию. Обычная реакция получения этилена протекает при температуре от 220 до 300 градусов Цельсия и давлении в 10–30 атмосфер, что сопоставимо с давлением в мировом океане на глубине от 100 до 300 метров.
Ученым из Института катализа СО РАН удалось снизить температуру реакции до комнатной, а давление – до атмосферного. Авторы исследования использовали для этой цели уже упомянутый материал делафоссит. Изначально так обозначался минерал, который был открыт в 1873 г. по находке, сделанной в Екатеринбурге, и назван в честь минералога Габриэля Делафосса. Этот минерал в дальнейшем дал имя всему классу схожих по структуре соединений, одно из которых в ходе эксперимента использовалось сотрудниками Института катализа СО РАН.
«Мы обнаружили на поверхности смешанного оксида серебра и никеля формы кислорода, которые способны эпоксидировать этилен при комнатной температуре. Появление таких форм связано с необычными состояниями серебра и никеля на поверхности частиц оксида. Проведение реакции при комнатной температуре более целесообразно, чем реализуемый сегодня в промышленности процесс — можно сэкономить на системе подогрева и реакторах высокого давления. Потенциал для промышленного применения однозначно есть», — цитирует Институт катализа СО РАН одного из авторов исследования, кандидата химических наук Дмитрия Свинцицкого.
Ученые в дальнейшем планируют детальнее изучить использование соединений со структурой делафоссита в качестве катализаторов. «Мы выявим закономерности и зависимости между структурой, состоянием поверхности и каталитической активностью, которые прослеживаются в смешанных оксидных системах. Нужно знать, какие центры в таких катализаторах активны, что влияет на их свойства, насколько они стабильны», – приводит Институт Катализа СО РАН слова Свинцицкого.
Фото: © digitaljournal.com
Источник: Глобальная энергия
