有机硅铂金催化剂(可重复使用的铂金催化剂将降低有机硅生产成本并保护自然免受污染)

有机硅铂金催化剂(可重复使用的铂金催化剂将降低有机硅生产成本并保护自然免受污染)

adminqwq 2025-12-01 产业布局 0 次浏览 0个评论

俄罗斯科学家合成了一种稳定的铂金催化剂,可以反复使用——至少 45 次——以加速化学反应。它将降低有机硅的生产成本,并减少有毒的铂基催化剂对环境的污染。

可重复使用的铂金催化剂将降低有机硅生产成本并保护自然免受污染

这项研究的结果得到 了俄罗斯科学基金会 (RSF)的资助,发表在《催化杂志》上。有机硅——有机硅化合物——广泛应用于人类活动的各个领域。它们用于航空航天和建筑工业、造船、医药和农业,还包括在日用化学品、化妆品、油漆和清漆以及家庭用品中。这些物质是使用铂基催化剂商业合成的。该催化剂加速了氢化硅烷化反应,这使得将含硅片段引入烯烃(炼油产品的有机化合物)的组合物中成为可能。

铂金催化剂有几个缺点——成本高和这种金属对环境造成污染。此外,它们的使用增加了最终材料的成本:有机硅价格的大约 30% 是铂催化剂的成本。考虑到仅 2007 年一年的铂金消耗量就超过 5.6 吨并且还在增长,这可以被认为是一个严重的环境和经济问题。由于效率低下,尝试在基于更便宜、更容易获得和更安全的金属(如铁、铜、钴和铬)的化合物中寻找替代品的尝试并未成功。在这方面,化学家正试图创造出可以重复使用和回收的新型铂基催化剂。

俄罗斯科学院(莫斯科)A. V. Topchiev 石油化学合成研究所的科学家与俄罗斯同事合作,合成了一种经济环保的铂催化剂,它耐湿气和空气,可多次重复使用。作者以溶解在乙二醇中的市售金属盐为基础。这种广泛使用且廉价的有机溶剂稳定了铂颗粒,并允许催化剂在使用后一次又一次地再生,而不会损失或释放到环境中。

作者测试了所得铂催化剂加速氢化硅烷化化学反应的能力。目标产物的收率达到95-99%,表明所得催化剂的高效性。在这种情况下,没有形成副化合物,并且可以很容易地从催化剂中纯化出所需的物质。

研究人员还表明,拟议中的乙二醇铂催化剂可以连续使用至少 45 次,而在前 36 次循环中,其活性并未降低,所需的反应仅需几分钟即可进行。然而,从第37个周期开始,转化率逐渐下降,在实验的最后阶段,转化需要几个小时。

“在效率方面,我们提出的铂金催化剂不仅不逊色于工业类似物,甚至在某些情况下甚至超过了它们。此外,与工业氢化硅烷化催化剂不同,它可以重复使用,从而降低成本和不可挽回的铂“溅射”,从而降低有机硅生产成本并减少环境污染。开发的催化剂的另一个毋庸置疑的优势是易于制备和使用。未来,我们将继续寻找新的高性能催化剂。俄罗斯科学院有机硅化学研究所化学”课题组和俄罗斯科学院经济生态研究所“IV族元素功能化合物”课题组。

以下研究人员也参与了这项工作:博士生 Irina Goncharova(以 A.V. Topchiev RAS 命名的有机元素化合物研究所和以 A.N. Nesmeyanov RAS 命名的有机元素化合物研究所(莫斯科)),化学科学候选人 Roman Novikov(有机化学研究所)以 N.D. Zelinsky RAS(莫斯科)命名)和 RSF 赠款支持的项目负责人, RAS 院士,化学科学博士 Irina Beletskaya(罗蒙诺索夫莫斯科国立大学(莫斯科))。

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