Forskare från Cardiff University har skapat en ny och enkel metod för att skapa katalysatorer gjorda av ädla metaller och har visat att guld fortfarande är den mest stabila och effektiva av dem alla.

Katalys är processen att påskynda kemiska reaktioner för att göra produkter billigare, rengöringsmedel, säkrare och mer hållbart. Det uppskattas att 85 procent av världens produkter kräver en katalysator i något skede av sin produktion.

Även om guld har varit känt för att vara ett relativt inert material, arbete pionjärt av professor Graham Hutchings från Cardiff Catalysis Institute har visat att det faktiskt är en mycket effektiv katalysator i specifika reaktioner.

En sådan reaktion är produktionen av vinylkloridmonomer (VCM) - huvudingrediensen i PVC.

Som ett resultat av detta banbrytande arbete, guldkatalysatorn har nu kommersialiserats av det ledande kemikalieföretaget Johnson Matthey och är för närvarande i produktion vid en specialbyggd reaktor i Shanghai, Kina.

Nuvarande uppskattningar tyder på att 20 miljoner ton vinylklorid kan tillverkas varje år med hjälp av guldkatalysatorn.

Mer viktigt, guldkatalysatorn har ersatt en giftig kvicksilverkatalysator som tidigare användes för denna reaktion, som inte bara är extremt skadligt för miljön utan också listat som ett hot mot människors hälsa av Världshälsoorganisationen.

WHO:s nyligen ratificerade Minamata-konvention säger att alla nya VCM-anläggningar måste använda kvicksilverfria katalysatorer och inom en snar framtid måste alla befintliga industrianläggningar byta till kvicksilverfria alternativ.

I en ny studie, publiceras idag i Naturkemi , teamet har utvecklat en enkel ny metod för att skapa guldkatalysatorn med aceton som lösningsmedel som en av nyckelingredienserna.

Metoden ledde till skapandet av monodispergerade guldkatjoner på katalysatorn och så guldet är närvarande som bara en enda plats. Med hjälp av avancerad karaktäriseringsteknik, i samarbete med professor Kiely vid Lehigh University i USA, dessa guld-single site-katjoner har visat sig vara den aktiva arten och är också mycket stabila under reaktionsbetingelserna

Dessutom, den nya metoden kan användas för att producera katalysatorer gjorda av andra ädelmetaller, inklusive platina, palladium och rutenium, som alla också har visat sig lovande vid framställning av VCM och även framställs som single site-katalysatorer.

Dock, i jämförelse med guld för just denna reaktion, resultaten visade att guld förblev den mest stabila och aktiva katalysatorn.

Kommenterar resultaten, Professor Graham Hutchings sa:"Att skapa enstaka katalysatorer har länge varit en komplicerad uppgift, men vi har lagt fram en mycket enklare metod som skapar dessa enskilda platser och som kan användas för att skapa en mängd andra katalysatorer.

"Vi hoppas att detta arbete kan driva på vårt banbrytande arbete i utvecklingen av katalysatorer för VCM-produktion och därmed utrota användningen av kvicksilver som utgör ett allvarligt hot mot både miljön och människors hälsa."