Ett team av forskare från Louisiana State University och ExxonMobil Chemical har hittat ett sätt att ersätta rodiumkatalysatorerna som används i hydroformyleringsprocessen. I deras papper publicerad i tidskriften Vetenskap , gruppen beskriver sin process och hur den står sig ekonomiskt mot nuvarande metoder.

Hydroformylering är en industriell process som används för att producera de typer av aldehyder som används mycket inom den petrokemiska industrin. För närvarande, rodiumkatalysatorer används i processen, men oljebolag som ExxonMobil skulle vilja hitta en ersättare på grund av deras höga kostnad - det säljs för närvarande för över $10, 000 ett uns. I denna nya ansträngning, forskarna hävdar att de har hittat ett hållbart alternativ – ett koboltkomplex.

Kobolt användes ursprungligen för att omvandla olefiner till aldehyder för användning i applikationer som tillverkning av petrokemikalier, men de ersattes med tiden av rodiumkatalysatorer. Detta berodde på att de var mycket mer aktiva, vilket översattes till snabbare reaktionstider. Således, någon ersättning, inklusive kobolt skulle behöva ha liknande reaktionstider.

Kobolt är ett kemiskt grundämne som finns i jordskorpan i en kemiskt kombinerad form. Dess användning i industriella tillämpningar är främst i litiumjonbatterier och magneter. Och det är billigare att köpa än rodium, men sådana priser är inte en säkerhet. Cirka 66 procent av tillgängliga reserver finns i Demokratiska republiken Kongo, ett historiskt instabilt land. Forskarna anser att det är värt att spela på kobolt, dock, åtminstone för stunden, eftersom priset för närvarande bara är 0,01 procent av rodium.

Det nya tillvägagångssättet innebär att karbonylliganden dissocieras från katalysatorn, skapa utrymme för alkenen och sedan applicera en positivt laddad koboltart — därifrån, reaktionen tillåts fortgå tills den avslutas. Forskarna använde den positivt laddade koboltarten eftersom den troddes öka reaktionstiderna - den katjoniska laddningen på kobolten skulle tvinga metallens d-orbitaler att dra ihop sig, gör karbonylerna mer labila. Tidpunkten för testreaktioner visade att till skillnad från tidigare försök att använda kobolt som katalysator, den var relativt snabb – inom en faktor 20 jämfört med reaktioner med rodiumkatalysatorer.

© 2020 Science X Network