Student World

Výzkumníci z Oak Ridge National Laboratory (spadá pod ministerstvo energetiky USA) publikovali v Nature Communications studii o nových katalyzátorech, které by mohly být efektivnější, levnější, ekologičtější atd. Má jít o posun, který se v průmyslové chemii nepodařil již řadu desetiletí.

Konkrétně popsaný nový katalyzátor je orientován na výrobu nylonu, nicméně princip by mohl najít využití v řadě dalších reakcí, především při oxidaci organických látek. Vycházíme z cyklohexanu C6H12, ten chceme zoxidovat na cyklohexanol s OH skupinou nebo cyklohexanon – keton, s kyslíkem k uhlíku připojeným dvojnou vazbou, což jsou meziprodukty pro další postupy vedoucí k nylonu.
Nový katalyzátor MnCeOx (ve sloučenině mangan a cér ve stechiometrickém poměru 1:1, x u kyslíku – různé podoby katalyzátoru podle oxidačních čísel Mn a Ce) má speciálně dokázat štěpit vazbu C-H v organických látkách a selektivně umožňovat vytvoření jiné vazby. Přitom nevyžaduje platinu ani jiné ušlechtilé kovy, což má umožnit podstatné zlevnění technologie. Navíc podvojný oxid (nebo směs obou oxidů?) je extrémně porézní, obrovský aktivní povrch znamená, že reakce je rychlá.

Zdroj: ScienceDaily

Poznámky:

– Ad „jiné ušlechtilé kovy“ – je dnes třeba cena mědi nebo stříbra podstatná (za předpokladu, že by katalyzátory s nimi jinak dobře fungovaly)? Vůbec, hraje zde ušlechtilost kovu nějakou fundamentální roli, tedy krom toho, že nechceme, aby se nám při reakci zoxidoval samotný katalyzátor? Na wiki lze najít, že cyklohexanon se dnes vyrábí z cyklohexanu oxidací vzduchem za katalýzy kobaltu.

– V učebnicích chemie si člověk o katalyzátorech přečte, že ovlivňují rychlost reakce, nikoliv ale samotný směr/rovnováhu. V jiných knihách si pak člověk přečte, že to se jen tak tvrdí v učebnicích, ale je to úplně jinak. Jak to tedy je? (Možná např. rozdíl katalýza v klasické chemii a když se začneme bavit o enzymech?)

– Opět učebnicově chápáno, má-li katalyzátor opravdu vstupovat do reakce a vytvářet meziprodukt, z něhož však katalyzátor opět vypadne v nezměněné formě, pak by dejme tomu oxidy manganu měly redoxní reakce katalyzovat spíše než platina (viz i známý burel). Jak vůbec platina vstupuje do redoxní reakce? (Kdyby šlo jen o to, aby katalyzátor byl prášek s velkým aktivním povrchem, mohl by se prostě použít málem libovolný namletý minerál?)

autor Pavel Houser