Para peneliti di Amerika Serikat telah merancang suatu material baru yang dapat mengkatalisis dua terpisah, reaksi berurutan untuk menghasilkan zat antara industri yang relevan dalam satu pot / wadah / tempat.

Katalis padat penting dalam industri kimia untuk mempercepat produksi senyawa yang membuat produk bagus. Katalis logam biasanya berukuran nanometer atau oksida logam partikel didukung pada luas permukaan yang tinggi padat. Mereka dapat diubah secara kimia untuk menyempurnakan kinerja mereka, tetapi sulit untuk mengkatalisis beberapa reaksi dengan hanya satu materi.

Sekarang tim yang dipimpin oleh Peidong Yang di University of California, Berkeley, telah mengembangkan katalis nanokristal yang menggabungkan beberapa interface logam-logam oksida dan dapat mengkatalisis dua reaksi yang berbeda secara berurutan.

Perakitan katalis tandem baru

Sifat Kimia

Platinum nanocubes berkumpul menjadi tebal nanocube monolayer satu dengan agen capping oleylamine di antara kubus dan dipindahkan ke permukaan flat silika (SiO ₂). Sebuah monolayer kedua terbuat dari ceria (CeO ₂) nanocubes spasi dengan asam oleat kemudian ditempatkan di atas untuk membentuk sebuah bilayer. radiasi UV dihilangkan agen capping untuk mengurangi kesenjangan vertikal antara tumpukan nanocrystals. Ini memberikan luas permukaan yang tinggi, dan antarmuka bersih oksida logam-logam katalitik.

"Dengan konsep baru kami desain antarmuka melalui desain nanokristal kita memiliki prinsip serbaguna di mana beberapa interface dapat dirakit, bertanggung jawab untuk langkah-langkah reaksi terpisah dan pada akhirnya menyebabkan selektivitas reaksi besar, kata Yang.

Untuk menguji struktur dua lapis, tim menggunakan dua antarmuka logam oksida logam berbeda - CEO _2-Pt dan Pt-SiO ₂ - untuk mengkatalisis dua reaksi berurutan. CeO₂–Pt katalis dekomposisi metanol untuk CO dan H _2, yang kemudian membuat propanal byPt-SiO ₂ yang dikatalis hidroformilasi etilen.

'Pekerjaan ini akan berdampak tinggi di masyarakat katalisis dan di industri, membuat orang untuk berpikir desain katalis tentang pintar, yang merupakan inti untuk ketentuan energi dan kimia, "kata Edman Tsang, seorang ahli pada desain katalis padat di University of Oxford di UK. Dia melanjutkan dengan mengatakan bagaimanapun, bahwa reaksi samping yang tidak diinginkan dapat terjadi dengan reaktan atau produk yang diubah oleh antarmuka katalis yang salah. "Masih ada jalan panjang untuk konsep ini untuk berkembang. Tapi desain memang menarik, "tambahnya.

Yang berpendapat bahwa katalis tandem dapat dengan mudah digunakan dalam proses industri skala besar. 'Satu hanya bisa merancang proses skala-up untuk memproduksi tandem sambungan oksida-logam dengan menggunakan rute koloid, "katanya. Dia menjelaskan bahwa langkah berikutnya adalah untuk mengeksplorasi oksida baru mendukung seperti TiO ₂ dalam desain katalis. "Kami mulai mengeksplorasi konsep yang sama dengan reaksi fotoelektrokimia multi-langkah seperti pemisahan air surya," tambahnya.

References:

Y Yamada et al, Nat. Chem., 2011, DOI: 10.1038/nchem.1018

www.rsc.org