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I Ricercatori Sviluppano la Tecnica Novella ai Catalizzatori Nani di Heterogenize

Published on October 11, 2012 at 6:07 AM

I ricercatori del Laboratorio di Berkeley sviluppano la nuova tecnica per heterogenizing i catalizzatori nani omogenei

I nanocatalysts omogenei di Heterogenized sono sostenibili come indicati da queste immagini di TEM in cui non c'è quasi differenza nella dimensione del cluster dei nanoclusters dendrimer-incapsulati dell'oro (punti bianchi) prima (a sinistra) e dopo le reazioni di cyclopropanation. (Cortesia di Immagine del somorjai, Toste et. Al)

I Catalizzatori sono sostanze che accelerano le tariffe delle reazioni chimiche senza se stessi chimicamente che sono cambiati. I catalizzatori Industriali vengono in due tipi principali - eterogenei, in cui il catalizzatore ha luogo in una fase diversa dai reattivi; ed omogeneo, in cui il catalizzatore ed i reattivi hanno luogo nella stessa fase. I catalizzatori Eterogenei sono stimati per il loro sostentamento economico perché possono essere riciclati. I catalizzatori Omogenei sono stimati per la loro selettività del prodotto mentre i loro beni possono essere sintonizzati facilmente con chimica relativamente semplice.

I Ricercatori con il Dipartimento Per L'Energia di Stati Uniti (DOE) il Laboratorio Nazionale del Lawrence Berkeley (Laboratorio di Berkeley) hanno combinato i migliori beni di entrambi i tipi di catalizzatori industriali incapsulando i nanoclusters di un catalizzatore eterogeneo metallico all'interno delle armi ramificate delle molecole conosciute come i dendrimers.

Somorjai è uno scienziato senior con Divisione di Scienze dei Materiali del Laboratorio di Berkeley, dove dirige la Scienza ed il Programma Di Superficie di Catalisi ed il professor di chimica con l'Instituto di Chimica all'Università di California Berkeley. È l'autore corrispondente con Decano Toste del chimico, che egualmente tiene le nomine unite con il Laboratorio ed Uc Berkeley di Berkeley, di un documento che descrive questa ricerca in Chimica della Natura del giornale. Il documento è intitolato “Controllo di selettività nella catalisi eterogenea sintonizzando i beni di nanoparticella ed il tempo di soggiorno del reattore.„ Altri autori erano Elad Lordo e Jack Appendere-Chang Liu.

I Catalizzatori sono usati per iniziare virtualmente ogni processo di fabbricazione industriale che comprende la chimica. I catalizzatori del Metallo sono stati i cavalli di lavoro tradizionali, ma negli ultimi anni i catalizzatori nano di taglia si sono sollevati nell'importanza.

“Dal nostro lavoro, è stato sempre più evidente che al livello molecolare, tutti i catalizzatori - eterogenei, omogenei ed enzimi - funzionano lo stessi,„ Somorjai dice. “Ora abbiamo provato che lavorando con i nanoclusters del metallo, la stessa chimica può essere fatta con i catalizzatori eterogenei o omogenei.„

Decano corrispondente Toste dell'autore Adds, “È una prospettiva emozionante che ci possono essere principi di progettazione universali che possono applicarsi a costruire i catalizzatori selettivi di 100 per cento, se sono omogenei o eterogenei. Infine, se questi principi possono essere scoperti, dovrebbe essere possibile progettare le reti complesse dei catalizzatori selettivi che generano i prodotti con alta efficienza.„

Il tasto al successo di questo l'ultima ricerca era l'incapsulamento delle nanoparticelle del metallo dentro i dendrimers. Il termine “dendrimer„ viene dalla parola Greca per “l'albero,„ una descrizione adatta per le molecole di ramificazione del polimero che somigliano alla visualizzazione dell'occhio di un verme del sistema della root di un albero. Somorjai, Toste ed i loro co-author hanno utilizzato i nanoclusters dell'oro e polyamidoamine (PAMAM), una classe comune di dendrimers adatti per le numerose applicazioni nei materiali e biotecnologia. Hanno provato con successo il loro catalizzatore dendrimer-incapsulato su ciclopropano, una biomolecola ampiamente usata nelle industrie farmaceutiche e chimiche e tipicamente si sono formati con la catalisi omogenea.

“Progettando l'architettura molecolare del nostro catalizzatore per caratterizzare una matrice altamente ammucchiata, notevolmente abbiamo migliorato la selettività del prodotto della nostra reazione, simile all'uso dei leganti ingombranti in un catalizzatore omogeneo,„ dice Elad Lordo, l'autore principale del documento di Chimica della Natura e un membro del gruppo di ricerca di Somorjai. “La selettività del Prodotto più ulteriormente è stata migliorata impiegando il catalizzatore in un reattore di flusso e cambiando la portata dei reattivi. Ciò ci ha dato un alto livello di controllo sopra le nostre reazioni secondarie, ancora simile al ruolo che i beni elettronici del legante svolgono nella sintonizzazione della selettività chimica dei catalizzatori omogenei.„

Poichè i sistemi di flusso sono ampiamente usati in chimica industriale, il concetto di sostituzione dei catalizzatori omogenei con i catalizzatori eterogenei dendrimer-incapsulati di cui la selettività del prodotto può essere controllata dovrebbe essere un'alternativa popolare. Per esempio, la catalisi di ciclopropano potrebbe essere sintonizzata per favorire la formazione di ciclopropani che sono componenti critiche delle medicine del colesterolo e del cancro. La riciclabilità di questi catalizzatori eterogenei dendrimer-incapsulati è un altro vantaggio principale.

“I catalizzatori Altamente selettivi, particolarmente quelli che possono essere riciclati prontamente, sono vitali per lo sviluppo dei trattamenti chimici sostenibili,„ Lordo dice. “In futuro, con la nostra tecnica dovrebbe essere possibile combinare i catalizzatori eterogenei ed omogenei per ottenere i prodotti specifici con selettività molto alta.„

Sorgente: http://www.lbl.gov

Last Update: 11. October 2012 07:41

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