[ad_1]

واکنش پیوند عرضی سوزوکی یک روش گسترده برای ترکیب ترکیبات آلی و سنتز مواد شیمیایی پیچیده برای کاربردهای صنعتی یا دارویی است. این فرایند نیاز به استفاده از کاتالیزورهای پالادیوم (Pd) دارد و تا به امروز دو نوع ماده اصلی مبتنی بر Pd در عمل به عنوان کاتالیزور ناهمگن استفاده می شود.

اولین مورد “کاتالیزورهای فلزی است” که از اتمهای Pd (مراکز فعال) بارگیری شده بر روی تکیه گاههای بی اثر ساخته شده از اکسیدها یا مواد مبتنی بر کربن تشکیل شده است. تهیه آنها آسان است و سطح وسیعی با مکانهای فعال که واکنش سوزوکی در آنها رخ می دهد را ارائه می دهند. با این حال ، این کاتالیزورها با استفاده از آنها به عنوان سایت های فعال جمع یا جدا از پشتیبانی ، به سرعت تخریب می شوند. نوع دوم “کاتالیزورهای بین فلزی” هستند – مولکول های ساخته شده از Pd و فلزات دیگر. اگرچه در شرایط خفیف بسیار پایدارتر و م moreثرتر هستند ، اما این کاتالیزورها از مقدار زیادی Pd استفاده می کنند ، زیرا در واقع تعداد کمی از سایتهای فعال در نهایت در معرض محیط واکنش قرار می گیرند. اما اگر هر دو نوع کاتالیزور برای غلبه بر محدودیت های ذاتی خود ترکیب شوند ، چه می کنید؟

در مطالعه اخیر منتشر شده در تجزیه ACS، تیمی از دانشمندان از Tokyo Tech ، ژاپن ، ایده جدیدی برای یک کاتالیزور ناهمگن ارائه دادند. آنها کاربید زیرکونیوم نانو متخلخل (ZrC) را به عنوان پشتوانه ای برای رشد نانوذرات ZrPd3 انتخاب کردند ، که به عنوان یک کاتالیزور بین فلزی عمل می کند. از آنجا که هر دو ماده حامل و ترکیب فعال عنصر یکسانی دارند (Zr) ، آماده سازی شیمیایی کاتالیزور بسیار ساده است. علاوه بر این ، مزایای کلی بسیار بیشتر از این است.

اول ، کاتالیزور جدید Pd-ZrC بسیار پایدار است زیرا مکانهای فعال (ZrPd3) به پشتیبانی نانومخلخل ZrC متصل می شوند. این تعامل قوی بین ZrPd3 و ZrC به افزایش پایداری کاتالیزوری کمک می کند ، و امکان استفاده مجدد از کاتالیزور Pd-ZrC را برای بیش از 15 دوره فراهم می کند. علاوه بر این ، سایت های Pd در معرض به هم نمی چسبند و در کل پشتیبانی پراکنده می شوند ، و منطقه ای بسیار بزرگتر از کاتالیزورهای بین فلزی را درک می کنند. توزیع خالص ZrPd3 در سطح حامل همچنین به این معنی است که برای همان تعداد مراکز فعال پالادیوم کمتر از سایر کاتالیزورهای بین فلزی مورد نیاز است – اقدامی که اقتصاد اتمی Pd نامیده می شود.

شاید مهمترین واقعیت این است که این مزایا بدون هیچ گونه ارتباطی حاصل می شوند. بهره وری واقعی ، یعنی سرعت کاتالیزور جدید بالاتر از ترکیبات موجود در بازار است. پروفسور هیدئو هوسونو ، رهبر این مطالعه ، توضیح داد: “از آنجا که Pd-ZrC هم دارای Pd دارای بار منفی است و هم توانایی اهدای الکترون زیاد ، کاتالیزور ما به راندمان کاتالیزوری بالایی برای واکنش اتصال متقابل سوزوکی حتی در دمای اتاق نیز رسیده است.”

به طور کلی ، نتایج تجزیه و تحلیل نظری و تجربی انجام شده توسط تیم دانشمندان تایید می کند که استراتژی آنها برای توسعه کاتالیزورهای آینده بسیار امیدوار کننده است ، همانطور که پروفسور هوسونو خاطر نشان می کند: “مشاهدات ما اثر ترکیب ترکیب کاتالیزورهای بین فلزی پشتیبانی از بهبود بسیاری از جنبه ها به طور همزمان ، نشان می دهد که ما می توانیم درجه آزادی را در طراحی کاتالیزورهای ناهمگن افزایش دهیم. ”

بهبود کاتالیزورها یک روش عملی برای کاهش هزینه های اقتصادی و زیست محیطی مرتبط با سنتز مواد شیمیایی پیچیده است. فقط زمان نشان خواهد داد که چه تعداد طراحی جدید کاتالیزور از استراتژی اتخاذ شده در این مطالعه الهام گرفته اند!

###

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir

ایندکسر