Saf Kimyasalların Verimli, Çevre Dostu Üretimi
Kimya mühendisleri, iki karbon atomu arasında uygun maliyetli ve çevre dostu bir şekilde bağ oluşturmak için yeni bir katalizör geliştirdiler. Bu teknoloji yakında endüstriye girebilir.
Kimya endüstrisi sadece yararlı vitaminleri, ilaçları, tatlandırıcıları ve böcek ilaçlarını üretmez aynı zaman da büyük miktarlarda atık üretir. Bu, özellikle istenen ürünün hacminin, atık hacminin ve sentezin satılmayan yan ürünlerinin sadece bir kısmı olabildiği farmasötik ve saf kimyasal üretim için geçerlidir.
Kataliz Mühendisliği Profesörü Javier Pérez-Ramírez’nın dediği gibi, bunun bir nedeni birçok kimyasal reaksiyonun, çözünmüş haldeki katalizörlerden faydalanmasıdır. Katalizörler, kimyasal reaksiyonu hızlandıran maddelerdir. Çözünmüş katalizörler söz konusu olduğunda, bunları çözücüden ve reaksiyon ürünlerinden yeniden kullanılmak üzere ayırmak için genelde çok fazla çaba harcamak gerekir. Katı formdaki katalizörler, bu problemi tamamen ortadan kaldırırlar.
Araştırmacıların Nature Nanotechnology dergisinde bildirdikleri gibi, Pérez-Ramírez ve grubu, şimdi büyük bir kimyasal reaksiyon için böyle katı bir katalizör geliştirmek üzere diğer Avrupalı bilim insanları ve bir endüstri ortağı ile işbirliği yaptı. Onların katalizörü, araştırmacıların paladyum atomlarını yerleştirdiği atomik boyutların boşluklarını içeren karbon ve azot atomlarından (grafitik karbon nitrit) oluşan moleküler bir kafestir.
Nobel Ödülü Kazanan Reaksiyon için Verimli Katalizör
Bilim insanları bu paladyum-karbon-azot materyalinin küçük parçacıklarını yaparak, Suzuki reaksiyonu olarak bilinen reaksiyonun çok verimli bir şekilde katalize edildiğini gösterebildiler. Pérez-Ramírez’in laboratuvarında bir bilim insanı olan Sharon Mitchell “Kimyada, iki karbon atomu arasında bir bağın oluşturulması sıklıkla Suzuki reaksiyonu kullanılarak yapılır” diyor. Bu reaksiyon, Japon bilim insanı Akira Suzuki ve iki meslektaşına 2010 yılında Nobel Ödülü kazandırdı.
Şimdiye kadar, ticari skalada işlem çözünür paladyum katalizörlerini yaygın olarak kullanmıştır. Çözülebilir katalizörü katı bir cisme bağlanması için daha önceki girişimler her zaman nispeten kararsız ve verimsiz katalizörler ile sonuçlanmıştır.
Önemli Ölçüde Daha Az Atık
ETH araştırmacılarının yeni paladyum katalizörü çok daha kararlı. Bu nedenle ,ve reaksiyon sıvısında çözünmediği için, çok daha uzun süre boyunca kullanılabilir. Dahası, katalizör bugün kullanılan katalizörlerden çok daha ekonomik ve yaklaşık yirmi kat daha verimli.
Pérez-Ramírez “Bu, yeni katalizörün sadece saf kimyasalların sentezlenmesinin maliyetini azaltmasının yanı sıra, paladyum tüketimini azalttığı ve atık miktarını azalttığı anlamına da geliyor” diyor. Katalizör yakında endüstride kullanıma hazır olabilir: bilim insanları katalizörün üretimini ve laboratuvarda kullanımını kolaylaştıracaklarını iddia ediyorlar.
Araştırmacıların belirttiği gibi, katı bir katalizör olarak grafitik karbon nitrit kullanımı Suzuki reaksiyonu ile sınırlı değildir. Diğer sentezleri katalize etmek için kafesin paladyum dışındaki metal atomlarıyla doldurulması da mümkün olmalıdır. ETH bilim insanları, gelecekteki araştırmalarda bu olanakları keşfedeceklerdir. Ayrıca bu yeni katalizör ailesini pazarlamak için bir yan ürün şirketi kurmayı planlıyorlar.
Kaynak : sciencedaily.com
