Eine Studie eines Forscherteams der University of Oklahoma wurde in vorgestellt Zellberichte Physikalische Wissenschafteine Open-Access-Zeitschrift, die Spitzenforschung in den Naturwissenschaften hervorhebt.
Die Studium, „Kooperative Rollen von Wasser- und Metall-Träger-Grenzflächen bei der selektiven Hydrierung von Zimtaldehyd über Kobaltborid-Katalysatoren“, untersucht die Rolle von Wasser bei der selektiven Hydrierung von Carbonyl- gegenüber Alkenbindungen. Mithilfe von Kobalt- und Kobaltborid-Katalysatoren analysierten OU-Forscher die Hydrierung einer organischen Verbindung namens Zimtaldehyd. Sie entdeckten, dass das chemische Element Bor eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der katalytischen Aktivität und Selektivität spielt.
„Wir wollen die Enzyme der Natur nachahmen und mehr darüber erfahren, was wir synthetisch herstellen können. Unsere Erkenntnisse könnten weitreichende Auswirkungen auf die Produktion von Industriechemikalien haben“, sagte der Co-Forscher des Projekts, Daniel Resasco, Ph.D., Professor an der School of Chemical, Biological and Materials Engineering, Gallogly College of Engineering.
Bei thermischen Behandlungen durchlaufen die Borspezies einen Prozess namens Exlösung, bei dem sie sich von der Hauptphase trennen und sich auf der Oberfläche des Katalysators ansammeln. Diese Anreicherung führt zur Bildung saurer Spezies, die die Aktivität und Selektivität der Carbonylbindungshydrierung um das Drei- bzw. Zweifache steigern.
Resasco erklärt die Bedeutung der Erkenntnisse des Teams. „Die Rolle von Wasser bei der selektiven Hydrierung ist seit langem Gegenstand von Interesse. Unsere Studie liefert neue Einblicke in die zugrunde liegenden Mechanismen und deckt einen synergistischen Effekt zwischen Borspezies und Wasser auf, der letztendlich zu einer verbesserten Stabilität und Selektivität der Katalysatoren führt“, sagte er .
Der außerordentliche Professor Bin Wang, Ph.D., ist Mitforscher des Projekts und sagt, die Studie unterstreiche, wie wichtig es sei, das richtige Gleichgewicht zwischen Katalysatorunterstützung und gewünschten chemischen Ergebnissen zu finden. „Diese Forschung eröffnet neue Möglichkeiten für die Entwicklung effizienterer und selektiverer katalytischer Prozesse bei der Produktion von Industriechemikalien“, sagte Wang.
Resasco dankt Li Gengnan, Ph.D., für das wissenschaftliche Denken des Projekts. Gengnan war als Postdoktorand an der OU tätig, bevor er sich dem Center for Functional Nanomaterials am Brookhaven National Laboratory anschloss, einem von fünf vom Energieministerium eingerichteten Nanoscale Science Research Centers.
„Während die Suche nach nachhaltigen und effizienten chemischen Prozessen weitergeht, hoffen wir, den Weg für transformative Fortschritte in der Katalyse zu ebnen und uns einer grüneren und ressourcenreicheren Zukunft näher zu bringen“, sagte Resasco.
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Gengnan Li et al., Kooperative Rollen von Wasser- und Metall-Träger-Grenzflächen bei der selektiven Hydrierung von Zimtaldehyd über Kobaltborid-Katalysatoren, Zellberichte Physikalische Wissenschaft (2023). DOI: 10.1016/j.xcrp.2023.101367