Propyleen is een gas dat wordt gebruikt om een ​​grote verscheidenheid aan verpakkingen en containers te maken en wordt beschouwd als het op één na belangrijkste uitgangsproduct in de petrochemische techniek. De productie ervan uit propaan is momenteel echter zeer energie-intensief. Bovendien verzamelt het proces ongewenste bijproducten die moeten worden verwijderd door regelmatig te verbranden. Het is daarom zeer wenselijk om een ​​andere benadering te vinden voor de productie van dit waardevolle molecuul die efficiënter is, minder nevenproducten produceert en toch materialen gebruikt die stabiel zijn bij hoge temperaturen.

Materiaalchemicus Shinya Furukawa en zijn team van Hokkaido University hebben onlangs een nieuwe katalysator ontwikkeld - een stof die als gids voor chemische reacties fungeert en als zodanig ontoegankelijke reactiepaden kan openen. Hierdoor kunnen ze koolstofdioxide gebruiken om propaan om te zetten in propyleen in plaats van de meer algemeen gebruikte zuurstof. In hun Nature Communications papier, ze toonden niet alleen aan dat de katalysator zeer efficiënt, zeer selectief en stabiel was onder hoge temperaturen, het gebruik ervan had ook als neveneffect dat kooldioxide werd omgezet in koolmonoxide, wat een nuttige hulpbron is voor de productie van veel bulkchemicaliën.

De onderzoekers bereikten deze prestatie door voort te bouwen op hun eerdere studies over het ontwerp van katalysatoren, maar deze keer kozen ze voor een unieke nieuwe manier:met behulp van een legering van platina en tin op een ceria-drager als basis, vervingen ze een fractie van deze atomen door de metalen kobalt , nikkel, indium en gallium. Elk van deze elementen werd gekozen voor een specifiek doel:platina-tinlegeringen stonden al bekend als goede katalysatoren voor de reactie, maar de toevoeging van nikkel en kobalt verhoogde zowel het vermogen van de katalysator om kooldioxide te activeren als de selectiviteit voor de gewenste reactie. Aan de andere kant was het inbrengen van indium en gallium gunstig voor de temperatuurstabiliteit van de katalysator. Ten slotte maakte de ceria-ondersteuning het afvangen van kooldioxide en het spoelen van de katalysator gemakkelijker. Het onderzoeksteam bevestigde ook dat de katalysator kan worden geregenereerd en hergebruikt zonder prestatieverlies.

Furukawa legt de betekenis van dit resultaat als volgt uit:"Dit werk demonstreert niet alleen de uitstekende prestaties van onze katalysator, maar het opent ook een nieuw venster van katalysatorontwerpconcepten op basis van onze techniek. De nieuwe katalysator presteert beter dan onze vorige Pt-Co- Met een ruime marge in katalysator. Deze inzichten zullen bijdragen aan de CO2-neutralisatie van de industriële productie van kleine petrochemicaliën." + Verder verkennen

Nieuwe, zeer efficiënte katalysator voor de productie van propyleen