Den søde smag af succes for en understøttet nikkel -legeringskatalysator af nikkelphosphid

Katalysatorer er kernen i en grønnere og mere bæredygtig fremtid for kemisk produktion. Imidlertid, mange af de katalysatorer, der i øjeblikket er i udbredt anvendelse, har begrænsninger, der påvirker deres effektivitet. Forskere fra Osaka University har rapporteret en stabil og genanvendelig nikkelphosphid -nano -legeringskatalysator til hydrogenering af maltose til maltitol, der overgår konventionelle katalysatorer. Deres resultater offentliggøres i ACS Bæredygtig kemi og teknik .

Maltitol er en sukkeralkohol, der er meget udbredt som sødemiddel og tilsætningsstof. Det kan fremstilles ved at hydrogenere maltose; imidlertid, reaktionen skal være selektiv for at undgå at generere uønskede biprodukter såsom glucose. Rutheniumkatalysatorer har vist sig at være effektive til denne omdannelse, men er dyre, mens billigere nikkelalternativer har lav aktivitet og er svære at håndtere og genbruge.

Forskerne har nu rapporteret en nikkelphosphid nano-legeringskatalysator på en hydrotalcit (HT) understøtning (nano-Ni ₂ P/HT), der viser høj aktivitet for den selektive hydrogenering af maltose til maltitol. Katalysatoren er også stabil i luften, hvilket gør den let at håndtere.

"Vores katalysator var bedre end konventionelle katalysatorer til maltitolsyntese, viser høj aktivitet selv ved omgivelsestemperatur, "siger studieforfatter Sho Yamaguchi." HT -understøttelsen viste sig at være nøglen til den forbedrede ydeevne. Faktisk, omsætningstallet for den understøttede katalysator var mere end 300 gange højere end for den samme katalysator uden understøtning. "

Katalysatoren og bæreren viste sig at arbejde sammen i såkaldt kooperativ katalyse. Nikkelstederne på nano-Ni ₂ P menes at aktivere hydrogengassen, mens HT menes at være en elektrondonor og at aktivere maltosen.

nano-Ni ₂ P/HT kunne filtreres fra reaktionsblandingen og genbruges direkte, uden behov for tidskrævende regenereringstrin. Den samme mængde maltitol blev produceret ved den femte anvendelse som da katalysatoren var frisk, viser, at aktiviteten og selektiviteten blev bevaret efter flere anvendelser.

Katalysatoren opnåede endda høje udbytter, når reaktionsblandingen havde en høj maltosekoncentration (> 50 vægtprocent), hvilket indikerer, at det ville være hensigtsmæssigt at bruge i industriel skala.

"Støttens samarbejdende rolle i nano-Ni's høje aktivitet ₂ P/HT er særligt spændende, fordi dette område ikke er blevet bredt udforsket, "forklarer den tilsvarende forfatter Takato Mitsudome." Vi mener, at denne mekanisme, understøttet af de fremragende egenskaber, vi har demonstreret, betyder, at vores katalysator er perfekt positioneret til at yde et væsentligt bidrag til en bæredygtig produktion af maltitol. "