Ученые создали многоразовый водный катализатор для синтеза силиконов
Российские химики разработали водную каталитическую систему, которая позволяет получать чистые силиконы при комнатной температуре. Катализатор выдерживает не менее 15 рабочих циклов и подходит для непрерывного производства.
МОСКВА, 20 августа /Новости науки/. Российские химики создали многоразовый водный катализатор для более простого производства силиконов. Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда.
Новая система работает при комнатной температуре, не требует дополнительных растворителей и позволяет получать продукты без примесей платины. Катализатор можно использовать повторно: даже после 15 циклов он не теряет эффективности. Это позволит сократить расход дорогостоящего металла, снизить стоимость производства и уменьшить его воздействие на окружающую среду.
«Предложенные каталитические системы очень быстро и просто получать, при этом они работают при комнатной температуре», — рассказала руководитель проекта, кандидат химических наук Ирина Гончарова. По ее словам, вода и другие компоненты реакции помогают регулировать стабильность, активность и структуру образующихся комплексов платины.
Катализатор получили, растворив коммерчески доступную соль платины в воде. Затем в раствор добавили вещества, из которых образуются силиконы. Эти соединения не смешиваются с водой и формируют над ней отдельный слой, подобно растительному маслу. Реакция идет на границе двух слоев, где исходные вещества соприкасаются с платиновым катализатором. Через несколько часов реагенты в верхнем слое полностью превращаются в необходимые продукты.
Такое разделение облегчает производство: слой с готовым продуктом можно отделить от водного раствора катализатора без сложной очистки. Сама платина при этом остается в нижнем слое и может использоваться снова.
Исследователи проверили метод примерно в 100 реакциях с веществами разного строения и молекулярной сложности. Для наиболее трудно превращаемых соединений химики добавили в водный раствор дешевую соль — бромид калия. Она помогла сформировать более стабильные и активные частицы платины и повысила эффективность реакции.
Авторы также собрали простой проточный реактор для непрерывного производства. Он поддерживает постоянные условия реакции и автоматически разделяет готовый продукт и каталитическую систему. По словам руководителя проекта Ашота Арзуманяна, технологию можно масштабировать как для периодического, так и для непрерывного промышленного синтеза.
Силиконы применяются при производстве медицинских изделий, кухонных принадлежностей, герметиков, смазок и термостойких авиационных покрытий. Один из основных способов их получения — гидросилилирование, при котором соединяются органические молекулы и вещества, содержащие кремний. Используемые сейчас платиновые катализаторы зачастую нельзя применять повторно, а частицы металла могут оставаться в готовом материале. Результаты исследования опубликованы в журнале Angewandte Chemie International Edition.
Новая система работает при комнатной температуре, не требует дополнительных растворителей и позволяет получать продукты без примесей платины. Катализатор можно использовать повторно: даже после 15 циклов он не теряет эффективности. Это позволит сократить расход дорогостоящего металла, снизить стоимость производства и уменьшить его воздействие на окружающую среду.
«Предложенные каталитические системы очень быстро и просто получать, при этом они работают при комнатной температуре», — рассказала руководитель проекта, кандидат химических наук Ирина Гончарова. По ее словам, вода и другие компоненты реакции помогают регулировать стабильность, активность и структуру образующихся комплексов платины.
Катализатор получили, растворив коммерчески доступную соль платины в воде. Затем в раствор добавили вещества, из которых образуются силиконы. Эти соединения не смешиваются с водой и формируют над ней отдельный слой, подобно растительному маслу. Реакция идет на границе двух слоев, где исходные вещества соприкасаются с платиновым катализатором. Через несколько часов реагенты в верхнем слое полностью превращаются в необходимые продукты.
Такое разделение облегчает производство: слой с готовым продуктом можно отделить от водного раствора катализатора без сложной очистки. Сама платина при этом остается в нижнем слое и может использоваться снова.
Исследователи проверили метод примерно в 100 реакциях с веществами разного строения и молекулярной сложности. Для наиболее трудно превращаемых соединений химики добавили в водный раствор дешевую соль — бромид калия. Она помогла сформировать более стабильные и активные частицы платины и повысила эффективность реакции.
Авторы также собрали простой проточный реактор для непрерывного производства. Он поддерживает постоянные условия реакции и автоматически разделяет готовый продукт и каталитическую систему. По словам руководителя проекта Ашота Арзуманяна, технологию можно масштабировать как для периодического, так и для непрерывного промышленного синтеза.
Силиконы применяются при производстве медицинских изделий, кухонных принадлежностей, герметиков, смазок и термостойких авиационных покрытий. Один из основных способов их получения — гидросилилирование, при котором соединяются органические молекулы и вещества, содержащие кремний. Используемые сейчас платиновые катализаторы зачастую нельзя применять повторно, а частицы металла могут оставаться в готовом материале. Результаты исследования опубликованы в журнале Angewandte Chemie International Edition.
