Minuscoli pori aprono una nuova via chimica senza metalli preziosi

Ricercatori in Cina hanno dimostrato due reazioni che producono acidi utili all'industria senza catalizzatori a base di metalli preziosi. A guidare le reazioni è invece un materiale cristallino poroso; nei test di laboratorio entrambe si sono svolte ininterrottamente per 750 ore.

Il lavoro, guidato dal gruppo di Liu Zhongmin dell'Istituto di fisica chimica di Dalian dell'Accademia cinese delle scienze, è stato pubblicato su Nature il 21 ottobre.

La ricerca riguarda la carbonilazione, un processo che incorpora monossido di carbonio in altre molecole. Questa famiglia di reazioni consente di ottenere prodotti che spaziano dai solventi agli ingredienti farmaceutici. I metodi industriali più diffusi dipendono da metalli costosi come rodio o iridio e separare i catalizzatori dai prodotti finiti può essere difficile.

Il gruppo ha utilizzato un setaccio molecolare, un cristallo attraversato da pori delle dimensioni di molecole, per produrre acido propionico e acido isobutirrico rispettivamente da etilene e propilene, utilizzando monossido di carbonio e acqua. Le dimensioni e la posizione dei pori contribuiscono a indirizzare le reazioni verso i prodotti desiderati, limitando al contempo le reazioni indesiderate che possono disattivare il catalizzatore.

Durante i test ad alta pressione, durati circa un mese, la selettività verso il prodotto ha raggiunto circa il 95% per l'acido isobutirrico e l'80% per l'acido propionico. Queste percentuali descrivono quanto ciascuna reazione abbia favorito la sostanza chimica desiderata, non quanto materiale di partenza sia stato convertito.

I risultati sono promettenti, ma il processo non è ancora pronto per l'impiego industriale. I ricercatori intendono migliorarne le prestazioni e passare a prove su scala più ampia.