Золотой катализатор побил десятилетний рекорд зеленой химии

Использование нового катализатора позволило добиться выдающегося результата — 95% выхода ацетальдегида при сравнительно низкой температуре в 225 °C. Это достижение подчеркивает перспективы развития чистого и устойчивого подхода к промышленному синтезу важных химических соединений.

Прорыв в области катализаторов на основе золота может сделать производство ацетальдегида более чистым, дешевым и гораздо более экологичным процессом.

Источник: AI/ScienceDaily.com

Ацетальдегид занимает центральное положение в современной химической индустрии. Традиционные методы его получения требуют значительных финансовых вложений и оказывают заметное негативное влияние на экологию. Более экологически чистые способы зависят от катализаторов, которые обладают существенным ограничением: увеличение их активности часто ведет к снижению селективности, результатом чего становится низкий выход целевого продукта, пишет ScienceDaily.

Группа ученых под руководством профессоров Пэна Лю из Хуачжунского университета науки и технологии и Эмиля Дж. М. Хенсена из Эйндховенского технологического университета нашла способ улучшить производительность и стабильность преобразования биоэтанола в ацетальдегид. Для этого они разработали новую серию катализаторов Au/LaMnCuO₃ с варьируемым отношением марганца и меди. Разработка продемонстрировала лучшие показатели, обойдя традиционный стандарт Au/MgCuCr₂O₄.

В рамках исследования ученые использовали носители-катализаторы на основе перовскита. Полученные методами золь-геля носители покрывались золотыми наночастицами. Регулируя содержание марганца и меди, эксперты определили наиболее подходящую формулу Au/LaMn₀.₇₅Cu₀.₂₅O₃. Она достигла показателя выхода ацетальдегида 95% при 225 °C и сохранила активность на протяжении 80 часов испытаний.

Новый катализатор превзошел давно используемый эталон Au/MgCuCr₂O₄.

Источник: Chinese Journal of Catalysis, 2025

Специалисты углубленно изучили механизм действия нового катализатора, проведя детальное компьютерное моделирование с применением методов теории функционала плотности и микрокинетики. Результаты расчетов демонстрируют, что включение меди в перовскитовую матрицу формирует высокореактивные участки вблизи золотых наночастиц. Это способствует активизации реакций между кислородом и молекулами этанола.

Оптимальная композиция катализатора позволяет снизить энергозатраты на ключевые стадии химического превращения, обеспечивая более эффективный ход процесса. Таким образом, эксперименты и расчеты наглядно иллюстрируют критичность правильного выбора состава катализатора для достижения высоких показателей продуктивности и длительности функционирования.

Тем временем российские химики дегазировали углистый метеорит. Рассказали, зачем это нужно, в другом материале Hi-Tech Mail.