Nanostrukturen af den heterogene Ziegler-Natta-katalysator blev klarlagt på basis af banebrydende analytiske teknikker. Til venstre:Typiske synkrotrondata og den bestemte nanopartikelmodel af katalysatorens primære partikel. Til højre:Eksperimentelle Far-IR-spektre af en række katalysatorunderstøtninger, og Wulffs polyedre afledt på basis af overfladedannelsesenergi. Kredit:Japan Advanced Institute of Science and Technology
Forskere fra Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) og University of Torino (UNITO) har i samarbejde klarlagt nanostrukturen af den heterogene Ziegler-Natta-katalysator ved hjælp af kombinerede synkrotron røntgenanalyseteknikker, vibrationsspektrokopier, og molekylære simuleringer.
Forståelse af strukturen og arbejdsprincippet for praktiske katalysatorer er i høj grad fordelagtigt for at designe katalysatorer med ønskede funktioner. Imidlertid, dette er ofte umuligt på grund af sådanne katalysatorers iboende kompleksitet. Ziegler-Natta-katalysatoren er en af de mest sofistikerede praktiske katalysatorer for dens ydeevne til fremstilling af ønskede polyolefiner med ekstremt højt udbytte. Ikke desto mindre, strukturen af denne katalysators bygningsenhed i nanostørrelse er ikke blevet fuldt ud forstået i løbet af seks årtier.
De samarbejdende forskerhold i Japan og Italien bestemte kvantitativt den strukturelle uorden og dimensionerne af bygningsenheden baseret på synkrotron røntgen total spredningsanalyse hjulpet med molekylære simuleringer. Yderligere, ved at kombinere infrarøde spektroskopier med state-of-the-art DFT-simuleringer, bygningsenhedens morfologi og overfladeeksponering blev afklaret. Den nuværende forskning svarer til det første forsøg på at anvende synkrotron røntgen total spredning og Far IR spektroskopi til studiet af Ziegler-Natta katalysatoren. En sådan flersidet tilgang kastede med succes nyt lys over den fulde belysning af nanostrukturen i praktiske heterogene katalysatorer.
Artikler med titlen "Revisiting the identi of δ-MgCl2:Part I. Structural disorder studyed by synchrotron X-ray total scattering" og "Revisiting the identi of δ-MgCl2:Part II. Morfologi og eksponerede overflader studeret ved vibrationsspektroskopier og DFT-beregning" er begge offentliggjort i Journal of Catalysis .