Российские ученые синтезировали стабильный платиновый катализатор, который можно многократно

Российские ученые синтезировали стабильный платиновый катализатор, который можно многократно — не менее 45 раз — использовать для ускорения химических реакций. Он позволит удешевить производство силиконов, а также уменьшить загрязнение окружающей среды токсичными катализаторами на основе платины. Результаты исследования, поддержанного грантами Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Catalysis.

Силиконы — кремнийорганические соединения — широко применяются в различных областях человеческой деятельности. Они используются в авиакосмической и строительной отрасли, кораблестроении, медицине и сельском хозяйстве, а также входят в состав бытовой химии, косметики, антикоррозионных лакокрасочных материалов и хозяйственных товаров. Эти вещества в промышленных масштабах синтезируют с использованием катализаторов на основе платины. Катализатор ускоряет реакцию гидросилилирования, которая позволяет ввести кремнийсодержащие фрагменты в состав алкенов — органических соединений, являющихся продуктами нефтепереработки.

У платиновых катализаторов есть несколько недостатков — высокая стоимость и загрязнение окружающей среды этим металлом. Кроме того, их использование повышает стоимость получаемых материалов: около 30% цены силиконов составляет стоимость платинового катализатора. Учитывая, что ежегодное потребление платины только в 2007 году составило более 5,6 тонн и нарастает, это можно считать серьезной экологической и экономической проблемой.

Ученые из Института нефтехимического синтеза имени А. В. Топчиева РАН (Москва) в сотрудничестве с российскими коллегами синтезировали устойчивый к действию влаги и воздуха экономичный и экологичный платиновый катализатор, который можно многократно использовать. За основу авторы взяли коммерчески доступную соль металла, растворенную в этиленгликоле. Этот широкодоступный и дешевый органический растворитель стабилизировал частицы платины и позволял вновь и вновь регенерировать катализатор после применения без потерь и выбросов в окружающую среду.

Авторы проверили способность полученного платинового катализатора ускорять химические реакции гидросилилирования. Выход целевых продуктов достигал 95-99%, что говорит о высокой эффективности полученного катализатора. При этом побочных соединений не образовывалось, а искомое вещество легко можно было очистить от катализатора.

Исследователи также показали, что предложенный платиновый катализатор в этиленгликоле можно использовать не менее 45 раз подряд, при этом на первых 36 циклах его активность не снижалась, и нужная реакция протекала всего за пару минут.