17:18
Comentarii Adauga Comentariu

_ Noii catalizatori alimentați cu lumină ar putea ajuta la producție

_ Nou light-powered catalizatorii ar putea ajuta la fabricarea

Reacțiile chimice care sunt conduse de lumină oferă un instrument puternic pentru chimiștii care proiectează noi modalități de a produce produse farmaceutice și alți compuși utili. Valorificarea acestei energii luminoase necesită catalizatori fotoredox, care pot absorbi lumina și pot transfera energia într-o reacție chimică.

Chimiștii MIT au proiectat acum un nou tip de catalizator fotoredox care ar putea facilita încorporarea reacțiilor conduse de lumină. în procesele de fabricație. Spre deosebire de majoritatea catalizatorilor fotoredox existenți, noua clasă de materiale este insolubilă, deci poate fi folosită din nou și din nou. Astfel de catalizatori ar putea fi folosiți pentru a acoperi tuburile și pentru a efectua transformări chimice asupra reactanților pe măsură ce aceștia curg prin tub.

„Poaterea reciclarea catalizatorului este una dintre cele mai mari provocări de depășit în ceea ce privește capacitatea de a utiliza cataliza fotoredox în producție. Sperăm că, fiind capabili să facem chimie în flux cu un catalizator imobilizat, putem oferi o nouă modalitate de a face cataliză fotoredox la scară mai mare", spune Richard Liu, post-doctorat MIT și autorul principal al noului studiu. studiu.

Noii catalizatori, care pot fi reglați pentru a efectua multe tipuri diferite de reacții, ar putea fi, de asemenea, încorporați în alte materiale, inclusiv textile sau particule.

Timothy Swager, John D. MacArthur, profesor de chimie la MIT, este autorul principal al lucrării, care apare astăzi în Nature Communications. Sheng Guo, cercetător MIT și Shao-Xiong Lennon Luo, student absolvent al MIT, sunt, de asemenea, autorii lucrării.

Materiale hibride

Catalizatorii fotoredox funcționează prin absorbția de fotoni și apoi folosind acea energie luminoasă pentru a alimenta o reacție chimică, în mod analog cu modul în care clorofila din celulele plantelor absoarbe energia de la soare și o folosește pentru a construi molecule de zahăr.

Chimiștii au dezvoltat două clase principale de catalizatori fotoredox, care sunt cunoscuți ca catalizatori omogene și eterogeni. Catalizatorii omogeni constau de obicei din coloranți organici sau complecși metalici care absorb lumină. Acești catalizatori sunt ușor de reglat pentru a efectua o reacție specifică, dar dezavantajul este că se dizolvă în soluția în care are loc reacția. Aceasta înseamnă că nu pot fi îndepărtați și utilizați din nou cu ușurință.

Catalizatorii eterogene, pe de altă parte, sunt minerale solide sau materiale cristaline care formează foi sau structuri 3D. Aceste materiale nu se dizolvă, deci pot fi folosite de mai multe ori. Cu toate acestea, acești catalizatori sunt mai dificil de reglat pentru a obține o reacție dorită.

Pentru a combina beneficiile ambelor tipuri de catalizatori, cercetătorii au decis să încorporeze coloranții care formează catalizatorii omogene într-un polimer solid. . Pentru această aplicație, cercetătorii au adaptat un polimer asemănător plasticului cu pori minusculi pe care l-au dezvoltat anterior pentru a efectua separări de gaze. În acest studiu, cercetătorii au demonstrat că ar putea încorpora aproximativ o duzină de catalizatori omogeni diferiți în noul lor material hibrid, dar ei cred că ar putea funcționa mai mult.

„Acești catalizatori hibrizi au capacitatea de reciclare și durabilitatea catalizatori eterogene, dar și reglabilitatea precisă a catalizatorilor omogene", spune Liu. „Puteți încorpora colorantul fără a-și pierde activitatea chimică, așa că puteți alege mai mult sau mai puțin dintre zeci de mii de reacții fotoredox care sunt deja cunoscute și puteți obține un echivalent insolubil al catalizatorului de care aveți nevoie.”

Cercetătorii au descoperit că încorporarea catalizatorilor în polimeri i-a ajutat să devină mai eficienți. Unul dintre motive este că moleculele reactante pot fi reținute în porii polimerului, gata să reacționeze. În plus, energia luminii poate călători cu ușurință de-a lungul polimerului pentru a găsi reactanții în așteptare.

„Noii polimeri leagă moleculele din soluție și le preconcentrează eficient pentru reacție”, spune Swager. „De asemenea, stările excitate pot migra rapid în întregul polimer. Mobilitatea combinată a stării excitate și împărțirea reactanților în polimer fac reacții mai rapide și mai eficiente decât sunt posibile în procesele cu soluție pură.”

Eficiență mai mare

Cercetătorii au arătat, de asemenea, că pot regla proprietățile fizice ale coloanei vertebrale polimerului, inclusiv grosimea și porozitatea acestuia, în funcție de aplicația pentru care doresc să folosească catalizatorul.

Ca un exemplu, ei au arătat că ar putea face polimeri fluorurati care să se lipească de tuburile fluorurate, care sunt adesea folosite pentru fabricarea în flux continuu. În timpul acestui tip de fabricație, reactanții chimici curg printr-o serie de tuburi în timp ce se adaugă noi ingrediente sau se efectuează alte etape, cum ar fi purificarea sau separarea.

În prezent, este o provocare să încorporezi reacții fotoredox în fluxul continuu. proceselor deoarece catalizatorii sunt epuizați rapid, așa că trebuie adăugați continuu în soluție. Încorporarea noilor catalizatori proiectați de MIT în tuburile utilizate pentru acest tip de producție ar putea permite reacții fotoredox să fie efectuate în timpul fluxului continuu. Tubul este transparent, permițând luminii de la un LED să ajungă la catalizatori și să-i activeze.

„Ideea este ca catalizatorul să acopere tubul, astfel încât să puteți curge reacția prin tub în timp ce catalizatorul rămâne. În acest fel, nu obțineți niciodată ca catalizatorul să ajungă în produs și, de asemenea, puteți obține o eficiență mult mai mare", spune Liu.

Catalizatorii ar putea fi folosiți și pentru a acoperi margele magnetice, făcând sunt mai ușor de scos dintr-o soluție odată ce reacția este terminată sau de a acoperi flacoanele de reacție sau materialele textile. Cercetătorii lucrează acum la încorporarea unei varietăți mai mari de catalizatori în polimerii lor și la proiectarea polimerilor pentru a-i optimiza pentru diferite aplicații posibile.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Irish FA oferă sprijin deplin șefului echipei feminine Pauw pentru acuzațiile de viol și abuz sexual

_ Margot Robbie renunță la ținutele ei stridente pentru haine obișnuite la filmarea lui Barbie

_ Studiu: Cum au evoluat placenta la mamifere

_ Oamenii de știință găsesc noi indicatori ai dezghețului permafrostului din Alaska

_ Joao Palhinha este în sfârșit pregătit să semneze pentru Fulham cu un contract de 17 milioane de lire sterline de la Sporting după o dispută cu agenții

_ Jerry Hall a părăsit „inima zdrobită” după încheierea bruscă a căsătoriei ei cu Rupert Murdoch, scrie ALISON BOSHOFF

_ Păstrarea energiei în cameră

_ EDEN CONFIDENTIAL: reparatorul „Numerar pentru onoare” a fost obligat să părăsească clubul lui Duke of Kent

_ MISS MONEYSAVER JASMINE BIRTLES: De ce Duty Free adesea NU ESTE o afacere reală

_ „Luptătorul australian” Jason Kubler ajunge în runda a treia la Wimbledon și în top 100 ATP

_ Katie Maloney din Vanderpump Rules își etalează corpul gata de vară în bikini îmbrățișând viața ei de singură

_ Hayley Atwell se spune că se întâlnește cu un producător muzical după despărțirea raportată de Tom Cruise

_ Adele este copleșită de emoție în timp ce urcă pe scenă la BST Hyde Park Festival

_ Chelsea și Manchester City se apropie de un acord pentru Raheem Sterling

_ ONU îndeamnă la acțiuni ambițioase pentru a proteja oceanele

_ ÎNAINTEA JOCULUI: Kalvin Phillips face o mișcare stelară înaintea trecerii la Manchester City

_ Cuplu de bătr�ni legat cu centuri, agresat cu violență de suspecți legat de șirul de spargeri din NorCal


Pag.1
Nr. de articole la aceasta sectiune: 17, afisate in 1 pagina.