Учёные раскрыли механизм работы катализатора для производства винилацетата
Исследователи из Университета Райса выяснили, как молекулярные структуры на промышленных катализаторах ведут себя во время производства винилацетата (VAM) — ключевого компонента клеев, красок, покрытий, упаковки и текстиля.
Работа, опубликованная в журнале Nature Communications, показала, как тримеры и димеры палладий-ацетата трансформируются в рабочих условиях, контролируя производительность катализатора. Это открывает путь к созданию катализаторов, которые снизят энергопотребление, сократят выбросы углерода и сделают глобальное производство VAM чище и стабильнее.
«Винилацетат лежит в основе огромного сегмента современной экономики материалов, поэтому даже небольшие улучшения эффективности могут привести к значительным экологическим и экономическим выгодам», — заявил Майкл Вонг, ведущий автор исследования.
Учёные в сотрудничестве с корпорацией Celanese, мировым лидером по производству VAM, создали упрощённые модельные катализаторы и изучили их в реалистичных условиях с помощью передовых методов рентгеновской спектроскопии, электронной микроскопии и компьютерного моделирования.
Они обнаружили, что ацетат калия стабилизирует определённые димеры палладий-ацетата и меняет способ их превращения в наночастицы металлического палладия. Когда эти наночастицы остаются мелкими и хорошо диспергированными, катализатор становится более активным и селективным, уменьшая бесполезные побочные реакции, которые превращают ценное сырьё в углекислый газ.
«Мы обнаружили, что, настраивая эти молекулярные виды, можно кардинально изменить то, как катализатор использует энергию и сколько ценного продукта вы получаете на каждую вложенную молекулу», — пояснил соавтор работы Хантер Джейкобс.
Улучшенные катализаторы для VAM могут привести к снижению энергопотребления в химической промышленности, уменьшению материальных отходов и выбросов парниковых газов, а также к более стабильным ценам и поставкам материалов, используемых в потребительских товарах.
0 комментариев