вторник, 7 февраля 2012 г.

Алхимия наших дней: как превратить драгоценную платину в простое железо

Алхимия наших дней: как превратить драгоценную платину в простое железоВ последнее время в промышленности всё большее распространение получает гомогенный катализ (когда катализатор растворён и находится в одной фазе с реагентами). Сам по себе катализатор — это обычно сложное металлорганическое соединение, ядром которого является какой-нибудь ценный металл — к примеру, платина, родий, палладий, рутений и т. д.

Инженер, получивший задачу организовать промышленный синтез, прежде всего думает о системе регенерации катализатора, а уж потом об остальном реакторе. Заоблачная стоимость драгметаллов сама собой подсказывает: основой экономически целесообразного производства является надёжная система восстановления и повторного использования катализатора.

Для примера: в 2007 году мировое потребление платины в кремниевом химпроме составило 5,6 т в различных реакциях, причём бóльшая часть этого количества была потеряна при извлечении полезных продуктов. Цена платины превышает $1 600 за тройскую унцию, а это значит, что если её нынешнее потребление осталось на уровне 2007 года, то в 2012-м химическая индустрия кремния потратит только на платину $300 млн. Не забудем также, что месторождения платины с годами вовсе не пополняются, а другие высокотехнологичные производства (скажем, топливных элементов) ждут её никак не меньше.

Вот почему всё больше публикуется исследований по проблемам замены благородных металлов в гомогенных катализаторах более доступными и дешёвыми элементами. Одна из таких работ, оперирующая железом на примере кремниевой химической промышленности, появилась в журнале Science на прошлой неделе.

Авторы синтезировали «железный» аналог платинового катализатора для такой реакции, как гидросилилирование, и показали, что во многих случаях новый катализатор был не только не хуже платинового аналога, а даже лучше, демонстрируя более высокую активность и избирательность.

Другой тест касался синтеза 3-октил-1,1,1,3,5,5,5-гептаметилтрисилоксана, коммерческого вещества, широко используемого в сельском хозяйстве и косметике. Применение железного катализатора позволило получить продукт с выходом, близким к количественному (98%), и при температуре, чуть превышающей комнатную, причём без образования побочных продуктов. В сравнении с традиционным результатом с использованием платинового катализатора Карстеда это замечательный результат. Вот, пожалуйста: традиционный процесс требует 72 ˚С и 30 ppm драгоценного катализатора и обеспечивает лишь 80% выхода продукта, но, что ещё хуже с точки зрения промпроцесса, приводит к образованию большого количества побочных продуктов, то есть удорожает и усложняет процедуру очистки.

В общем, несмотря на то что остаётся много вопросов (а цена органических лигандов? А возможность выделения катализатора после окончания процесса? Ведь цена катализатора складывается не только из стоимости центрального металла, но и из затрат на синтез лигандов и самого катализатора, а это иногда не меньше, если не больше, цены самогó драгметалла), авторам, пожалуй, удалось главное: показать, что более дешёвая и при этом не менее эффективная альтернатива платиновым металлам существует. Нужно лишь хорошенько её поискать.

Подготовлено по материалам Ars Technica.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Косметика и уход за кожей":

Малярийные комары выбирают жертву по запаху микрофлоры кожи
Европейские и американские ученые обнаружили, что малярийные комары распознают наиболее привлекательных для себя жертв по запахам, которые вырабатывает бактериальная микрофлора на их коже - выделение и искусственное производство этих летучих веществ позволит создать эффективные ловушки для этих насекомых, говорится в статье, опубликованной в журнале PLoS ONE. В последние годы многие ученые пытаю...
  (читать дальше)

«Звёздная» наука-2011: каким антинаучным бредом кормили обывателя знаменитости
Британская некоммерческая организация Sense About Science (SAS) опубликовала ежегодный отчёт о самом забавном вздоре, который несли знаменитости в уходящем году, обращаясь к околонаучным темам. Например, певица Сьюзи Кватро заявила в интервью газете Daily Mail, что её мучило больное горло, пока её не просветила сестра: мол, все хвори от толстой кишки. Она начала принимать порошок для очистки каж...
  (читать дальше)

Витамин Е помогает ремонтировать мышечные клетки
Учёные выяснили, как витамин Е защищает мышечные клетки от окислительного стресса. Широкой публике витамин Е известен как антиоксидант, широко используемый в косметической промышленности: как нас уверяет реклама, он замедляет старение кожи. Исследования, проведённые учёными из Университета здравоохранения Джорджии (США), заставляют отнестись к витамину Е более серьёзно. В статье, опубликованной ...
  (читать дальше)

Создан «умный» торговый автомат
Компании Sanden Corporation, Intel и Okaya Electronics продемонстрировали, какими могут стать торговые автоматы. Возможно, в самом ближайшем будущем. Показанная «умная» установка оснащена процессором Core второго поколения, камерой и 65-дюймовым полупрозрачным дисплеем высокого разрешения, поддерживающим сенсорное управление. На экран может выводиться реклама, информационные сообщения, подсказки...
  (читать дальше)

Хакеру из США, взломавшему сайт бас-гитариста Kiss, грозит до 15 лет
Суд штата Коннектикут во вторник предъявил связанному с хакерской группой Anonymous американцу Кевину По (Kevin Poe) обвинения во взломе сайта бас-гитариста известной американской рок-группы Kiss Джина Симмонса, передает в среду агентство Ассошиэйтед Пресс. По во вторник был освобожден под залог в 10 тысяч долларов. Ему грозит до 15 лет тюрьмы. Атака на сайт Симмонса была проведена По и его "ко...
  (читать дальше)

Женщины чувствуют венерические заболевания по запаху
Гонорея изменяет мужской пот так, что его запах становится крайне неприятен для женского обоняния. Оказывается, дамы в состоянии распознавать венерические заболевания по запаху мужского пота. По крайне мере запах мужчин, больных гонореей, кажется женщинам более чем неприятным. Чтобы прийти к такому выводу, российским учёным из Томского и Кемеровского университетов и новосибирского Института си...
  (читать дальше)

Так ли опасен окислительный стресс?
Реактивные формы кислорода, против которых нас не устают предостерегать, возможно, не таковы, какими кажутся. Учёные не нашли зависимости между продолжительностью жизни и уровнем окислительного стресса на уровне целого организма. Сердечно-сосудистые заболевания и старение, синдромы Паркинсона и Альцгеймера и рак — всё это, как полагают, случается из-за окислительного стресса. В качестве побочных...
  (читать дальше)

«Тайную вечерю» Леонардо придётся спасать от туристов
Картина Леонардо да Винчи «Тайная вечеря» пережила бомбардировки Второй мировой войны и загрязнение воздуха, одно из худших в Европе. Но главной угрозой шедевру стали соединения, которые туристы приносят на собственной коже. Международная группа учёных проанализировала пробы частиц в воздухе за пределами и внутри трапезной церкви Санта-Мария-делле-Грацие в Милане, где в 1490-х Леонардо написал с...
  (читать дальше)

Тайваньских блогеров будут штрафовать за нечестную рекламу
Власти Тайваня приняли поправки к закону о недобросовестной конкуренции, предусматривающие штрафные санкции за лживые рекламные публикации в блогах и на других веб-ресурсах. Теперь авторов «джинсовых» дневниковых записей, в которых сделаны нечестные заявления о качестве тех или иных товаров или услуг, могут оштрафовать на сумму до десяти гонораров, полученных за публикацию. Отмечается, что в нек...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)