Guldnanopartiklar fungerar som katalysatorer för att erhålla värdefulla kemiska produkter baserade på glycerol. Forskare från Tomsk Polytechnic University och deras internationella kollegor utvecklar guldkatalysatorer för att återvinna en av de viktigaste biprodukterna vid produktion av biobränslen. De erhållna produkterna är mycket efterfrågade inom medicin, lantbruk, kosmetikaindustrin och andra sektorer.

Forskare från University of Milano (Italien), National Autonomous University of Mexico, Institutet för katalys och petrokemi i Madrid (Spanien) och universitetet i Porto (Portugal) deltog i studien.

Forskningsresultaten har publicerats i Nuvarande organisk syntes i maj.

"Idag är produktionen av biobränslen ett viktigt område i många länder. De kan erhållas från en mängd olika biomassor. I Latinamerika, källor inkluderar apelsin- och mandarinskal samt bananskinn. I USA., biobränslen produceras av majs; i den centrala delen av Ryssland och Europa, källor härrör från våldtäkt (Brassica napus). Vid bearbetning av dessa anläggningar till biobränslen, en stor mängd glycerol bildas. Dess estrar utgör grunden för oljor och fetter. Glycerol används ofta i kosmetikaindustrin som en individuell produkt. Dock, mycket mer glycerol erhålls vid produktion av biobränslen - många tusen ton per år. Som ett resultat, oanvänd glycerol blir bara avfall, säger Alexey Pestryakov, chefen för institutionen för fysisk och analytisk kemi. "Nu, många forskargrupper är engagerade i denna fråga om hur man omvandlar överskott av glycerol till andra användbara produkter. Tillsammans med våra utländska kollegor, vi erbjöd katalysatorer baserade på guldnanopartiklar. "

Forskningsförfattarna noterar att katalytisk oxidation på guld är en av de mest effektiva teknikerna för att erhålla sådana användbara produkter som aldehyder från glycerol, estrar, karboxylsyror och andra ämnen.

"Alla dessa ämnen är produkter av fin organisk kemi och efterfrågas inom ett brett spektrum av industrier, särskilt inom läkemedels- och kosmetikaindustrin. Inom jordbruket, de appliceras som en del av olika fodertillsatser, veterinärmedicinska läkemedel, gödningsmedel, växtbehandlingsprodukter, etc. Alltså, oanvänd glycerol efter bearbetning kommer att appliceras ytterligare, säger Alexey Pestryakov.

Guldkatalysatorer är superaktiva. De kan komma i kemiska reaktioner med andra ämnen vid rumstemperatur (andra katalysatorer måste värmas), i vissa fall, även under noll grader. Dock, guld kan endast vara en katalysator på nanolnivån.

"I en bit guld, det blir ingen kemisk reaktion. För att få guld att bli kemiskt aktivt, partiklarnas storlek bör vara mindre än två nanometer. I den skalan, den har fantastiska egenskaper, säger forskaren.

"En stor utmaning på detta område är att guldkatalysatorer mycket snabbt avaktiveras, inte bara under arbetet, men även under lagring. Vårt mål är att säkerställa deras längre hållbarhet. Det är också viktigt att använda syre som en oxidator, eftersom giftiga och frätande peroxidföreningar ofta används för sådana ändamål, säger Alexey Petryakov.