Pori minusculi deschid o nouă cale chimică fără metale prețioase

Cercetători din China au demonstrat două reacții care produc acizi utili în industrie fără catalizatori pe bază de metale prețioase. În schimb, un material cristalin poros dirijează procesele chimice, ambele reacții desfășurându-se continuu timp de 750 de ore în teste de laborator.

Lucrarea, realizată de echipa condusă de Liu Zhongmin de la Institutul de Fizică Chimică din Dalian al Academiei Chineze de Științe, a fost publicată în Nature pe 21 octombrie.

Cercetarea vizează carbonilarea, un proces care încorporează monoxidul de carbon în alte molecule. Această familie de reacții contribuie la fabricarea unor produse variate, de la solvenți la ingrediente farmaceutice. Metodele industriale utilizate pe scară largă se bazează pe metale costisitoare, precum rodiul sau iridiul, iar separarea catalizatorilor de produsele finite poate fi dificilă.

Echipa a folosit o sită moleculară, un cristal străbătut de pori de dimensiuni moleculare, pentru a produce acid propionic și acid izobutiric din etilenă, respectiv propilenă, folosind monoxid de carbon și apă. Dimensiunea și poziția porilor contribuie la orientarea reacțiilor către produsele dorite, suprimând în același timp reacțiile nedorite care pot dezactiva catalizatorul.

În timpul testelor la presiune ridicată, care au durat aproximativ o lună, selectivitatea față de produsul dorit a ajuns la circa 95% pentru acidul izobutiric și 80% pentru acidul propionic. Aceste cifre descriu cât de mult a favorizat fiecare reacție substanța chimică urmărită, nu proporția de materie primă transformată.

Rezultatele sunt promițătoare, dar procesul nu este încă pregătit pentru utilizare industrială. Cercetătorii intenționează să îi îmbunătățească performanța și să treacă la teste la scară mai mare.