Nikkelphosphid nanopartikelkatalysator er den fulde pakke

De fleste katalysatorer, der fremmer omdannelsen af ​​glucose til sorbitol, tilbyder visse egenskaber, mens de kræver kompromiser med andre. Nu, forskere fra Osaka University har rapporteret en hydrotalcit-understøttet nikkelphosphid-nanopartikelkatalysator (nano-Ni ₂ P/HT), der krydser alle felterne. Deres resultater er offentliggjort i Grøn Kemi .

Sorbitol er et alsidigt molekyle, der er meget udbredt i maden, kosmetik, og medicinalindustrien. Der er derfor et presserende behov for at producere sorbitol på et bæredygtigt, lavpris, og grøn måde.

De nikkelkatalysatorer, der almindeligvis anvendes til industriel hydrogenering af glucose til sorbitol, er ustabile i luft og kræver hash-reaktionsbetingelser. Sjældne metalalternativer - på trods af at de er mere effektive - kan være dyre og er modtagelige for forgiftning.

Nano-Ni ₂ P/HT er stabil i luft og har en høj aktivitet til hydrogenering af glucose til sorbitol. Ud over, nano-Ni ₂ P/HT producerer en bestemt sorbitolstruktur, kendt som D-sorbitol, med mere end 99 % udbytte. Denne høje selektivitet betyder, at et produkt med høj renhed kan opnås.

Nano-Ni ₂ P/HT-katalyseret hydrogenering kan udføres i vand. I øvrigt, Katalysatoren viser god omdannelse og selektivitet, når temperaturen kun er 25°C - sammenlignet med 100-180°C for konventionelle processer - eller når brintgastrykket kun er 1 bar - sammenlignet med 50-150 bar. Den energi, der spares ved at bruge disse milde forhold, vil føre til grønnere og mere bæredygtige procedurer, samt reducere driftsomkostningerne.

"Vores nano-Ni ₂ P/HT-katalysator klarede sig bedre end konventionelle nikkelalternativer med hensyn til både den katalytiske aktivitet og mængden af ​​D-sorbitol, der blev produceret, hvilket er meget opmuntrende, " undersøgelse første forfatter Sho Yamaguchi forklarer. "nano-Ni ₂ P/HT gav også et bedre udbytte af D-sorbitol end en kommercielt tilgængelig ædelmetalkatalysator."

Gentagen brug af katalysatoren viste, at nano-Ni ₂ P/HT kunne genbruges uden væsentligt tab af ydeevne. Reaktionen kunne også udføres ved høj glucosekoncentration (50 vægt-%), som demonstrerer katalysatorens levedygtighed til anvendelse i stor skala.

"Den løbende forbedring af industriel katalysator er nødvendig for at opnå bæredygtig, lavprisproduktion med en miljøbevidsthed, " siger den tilsvarende forfatter Takato Mitsudome. "Vi tror på, at vores katalysator vil yde et vigtigt bidrag, ikke kun til produktion af D-sorbitol, men til udviklingen af ​​andre processer, der understøtter det farmaceutiske, mad, og kosmetikindustrien."