Новые катализаторы повысят эффективность химических процессов на производстве

В Университете штата Орегон было проведено исследование, открывающее возможности для внедрения более эффективных и дешёвых химических процессов в производстве множества товаров — от батареек до стирального порошка. Работа была посвящена использованию оксидов металлов в качестве катализаторов.

Катализаторы увеличивают скорость химической реакции, при этом сами они не расходуются и способны выполнять свою функцию многократно. Они применяются в производстве большинства промышленно значимых химических соединений — пластмасс, красителей, взрывчатых веществ, топлива и прочего.

Традиционно катализаторами служили драгоценные металлы платина и палладий — но они дорогостоящие и работают «неизбирательно» при преобразовании биомассы, поэтому их способность направить реакцию на увеличение выхода определённого вещества ограничена.

«Эта работа была вызвана потребностями наших исследований в области преобразования биомассы, такой как древесные и сельскохозяйственные отходы, в топливо и химикаты общего назначения. Мы хотели понять принципы преобразования биомассы с использованием оксидов в качестве катализаторов, которые, как показали предыдущие исследования, являются катализаторами селективного действия».

Оксидные катализаторы, помимо кислорода, содержат, по меньшей мере, ещё один элемент. Оксиды чрезвычайно распространены и дёшевы — из них в основном состоит земная кора.

Сопоставив то, насколько быстро определённые химические соединения образуются с применением оксидов различных металлов в качестве катализаторов, учёные получили важную информацию о том, какие свойства делают оксиды металлов наилучшими катализаторами.

Оказалось, что такие известные свойства оксидов, как свободная энергия Гиббса образования оксида, предопределяют их химическую активность. Это расширяет возможности обоснованного подбора катализаторов и повышения эффективности различных процессов во многих областях — от химической промышленности до борьбы с загрязнением окружающей среды.