Un chimiste de RUDN a créé de nombreux catalyseurs au vanadium ponctuels sur un cadre en carbone

Les complexes avec du vanadium métal sont utilisés dans l’industrie chimique comme catalyseurs, par exemple, pour la production d’acide sulfurique ou adipique. Les catalyseurs au vanadium donnent un bon rendement du produit final lorsqu’ils sont chauffés,mais après la réaction, ils ne peuvent pas être séparés des autres réactifs, desorte que le catalyseur ne peut pas êtreréutilisé.Lechimiste RUDN et ses collègues du Portugal ont reçu deux catalyseurs au vanadium et les ont fixés sur des nanoalimentationsen carbone. Cela a augmenté l’efficacité des catalyseurs et a donné la possibilité de les réutiliser avec presque aucune perte de qualité. En outre, les nouveaux catalyseurs permettent d’effectuer la réaction dans des conditions plus «vertes» — en utilisant le rayonnement micro-ondes au lieu du chauffage habituel.

«Dansglerodnye matériau en tant que cadre donne aux catalyseurs des avantages supplémentaires, grâce à leurs textures e et composition chimique à la surface, qui peut être "personnalisé" pour une application spécifique», — Armando Pombeiro, professeur de l’Université RUDN.

Les chimistes ont obtenu deux complexes avec de l’oxyde de vanadium et du dioxyde d’arylhydrazone.Leur structure a été étudiée à l’aide de l’analyse élémentaire, de la spectroscopie de Fourier,de la résonance magnétique venotaire et de laspectrométrie. Les propriétés catalytiques des composés ont été évaluées dans la réaction d’oxydation du cyclohesan,puis les chimistes de RUDN ont fixé des complexes de vanadium sur des cadres de carbone de charbon actif et de nanotubes de carbone et ont réétancié l’activité catalytique. La réaction a été réalisée dans des conditions douces dans une solution d’acétonitrile, car un oxydant utilisait une solution à 70% de tert-butilhydroperoxyde.Le rayonnement micro-ondes a été utilisé pour chaufferles réactifs — pour la première fois pour ce type de réaction. Le résultat de la réaction était un mélange de cyclohesanol et de cyclohegsanone — produits intermédiaires pour la production d’acide adipique.

L’efficacité des catalyseurs fixés sur le carbone était 1,5 à 2 fois supérieure à celle des «libres». Dans ce cas, les catalyseurs avec un cadre en carbone peuvent être utilisés plusieurs fois. Pour séparer le catalyseur des autres substances, le mélange réactionnel est suffisant pour filtrer, rincer et sécher. Après cela, le catalyseur est à nouveau prêt à l’emploi. Après quatre cycles de réaction, l’efficacité n’a diminué que de 30%.

«L’immobilisation de complexes avec del’oxyde et du dioxyde de vanadium a augmenté l’efficacité des catalyseurs et leur a permis d’être réutilisés sur quatre cycles consécutifs, bien qu’avec une certaine perte d’activité. Nous espérons que ces travaux ouvriront de nombreuses applications pour de nouveaux complexes immobilisés de vanadium et d’autres métaux pour l’oxydation de divers alcanes (à l’exception du cyclohexane) et d’autres réactions catalytiques par irradiation par micro-ondes», — Armando Pombeiro, professeur à l’Université RUDN.

Les résultats sont publiés dans Nanomaterials.