Hele forestillingen, intet af balladen:nitrilhydrogenering udført rigtigt

Behovet for at være opmærksomme forbrugere er ved at blive en prioritet for en stadigt voksende del af samfundet. Det betyder, at opnåelse af effektive og miljømæssigt bæredygtige kemiske processer er vigtigere end nogensinde før. En måde at påvirke reaktionseffektiviteten på er katalyse. Imidlertid, Når man vælger en katalysator, er der ofte behov for at afveje forskellige faktorer, herunder ydeevne og omkostninger. Osaka University forskere har rapporteret en nano-kobolt phosphid katalysator til hydrogenering af nitriler, der kombinerer effektivitet, omkostningseffektivitet, nem håndtering, og genbrugelighed. Deres resultater blev offentliggjort i Kemisk Videnskab .

Hydrogeneringen af ​​nitriler til primære aminer er en vigtig proces, der danner byggestenene til mange hverdagsprodukter og brændstoffer. Primære aminer bruges som opløsningsmidler og overfladeaktive stoffer samt i procedurer til fremstilling af farvestoffer, lægemidler, og plastik.

Optimering af nitrilhydrogenering af hensyn til omkostninger og miljømæssig bæredygtighed har ført til, at adskillige forskellige typer katalysatorer er blevet rapporteret. Jordrige metalkatalysatorer er omkostningseffektive - på grund af den brede tilgængelighed, deres navn antyder - men mangler luftstabilitet, gør dem svære at håndtere. I modsætning, ædelmetalkatalysatorer kan bruges under milde forhold, men er uoverkommeligt dyre for processer i stor skala.

Forskerne har derfor udviklet en ikke-metallegeret heterogen koboltphosphidkatalysator, der danner nanopartikler (nano-Co2P), der er stabile i luften og opnår effektiv hydrogenering under milde forhold. Afgørende, nano-Co2P kan også adskilles og genbruges til efterfølgende reaktioner.

"På trods af at være stabil i luften, vores nano-kobolt phosphid katalysator har en meget høj aktivitet, " Forfatter af undersøgelsen Min Sheng forklarer. "Dens omsætningstal – som giver et mål for hvor produktiv en katalysator er – er 58, 000. For at sætte dette i sammenhæng, dette er en forbedring på op til 500 gange i forhold til tidligere rapporterede katalysatorer til denne type reaktion."

Ved at bruge nano-Co2P-katalysatoren, hydrogeneringsreaktioner kunne udføres ved anvendelse af brintgas ved omgivende tryk, hvilket gør nano-Co2P til den første jordmetalkatalysator, der med succes kan anvendes under milde forhold. Dette giver adskillige fordele med hensyn til omkostninger og sikkerhed. Ud over, katalysatoren viste sig at være effektiv til hydrogenering af nitriler i en lang række forskellige organiske molekyler.

"Vores undersøgelse er det første eksempel på en luftstabil metalphosphid, heterogen katalysator, der bruges til denne form for reaktion, " Studiets hovedforfatter Takato Mitsudome forklarer. "Vi tror på, at vores resultater vil inspirere en ny retning i katalyse af syntetiske processer, understøtter bæredygtig praksis, der beskytter miljøet."