Химики из ИНЭОС РАН, ИНХС РАН и ИОХ РАН разработали катализаторы для более простого и экологичного производства силиконов. Новые системы на основе солей платины и воды работают при комнатной температуре, позволяют получать чистые продукты и могут использоваться многократно. Работа поддержана грантами Российского научного фонда.

Силиконы — соединения, содержащие атомы кремния, кислорода, углерода и водорода, — благодаря эластичности, устойчивости к нагреву и безопасности для человека широко используются при производстве медицинских изделий, кухонных принадлежностей, герметиков, смазок, а также высокотехнологичных покрытий для самолетов. При их производстве используют реакцию гидросилилирования, для которой традиционно необходимы платиновые катализаторы. Однако многие существующие системы одноразовые, а частицы платины могут оставаться в готовом продукте.

Авторы растворили коммерчески доступную соль платины в воде и получили каталитическую систему, которая работает на границе водного и органического слоев. Реагенты и катализатор при этом не смешиваются, поэтому после реакции их легко разделить, а готовый силикон не требует дополнительной очистки от металла.

Новый катализатор эффективно работает при комнатной температуре и показывает высокую активность в сотне реакций с различными исходными веществами. Для наиболее сложных соединений ученые добавили бромид калия — соль, которая стабилизирует активные частицы платины и расширяет область применения системы.

Катализатор можно использовать повторно — даже после 15 циклов он сохраняет эффективность. Кроме того, разработку удалось адаптировать для проточного реактора, который автоматически разделяет продукты и каталитическую систему и позволяет организовать непрерывный синтез. Такой подход потенциально снижает расход платины, затраты на производство и нагрузку на окружающую среду.

«Предложенную технологию можно легко масштабировать в периодическом и проточном (непрерывном) режимах. Сконструированный нами проточный реактор прост в сборке и эффективен в эксплуатации. Он позволяет не только решить проблемы тепло- и массопереноса и поддерживать строго постоянные условия реакции, но и автоматически разделять продукты и каталитическую систему, а также обеспечить непрерывный синтез искомых соединений. Сейчас мы продолжаем наши исследования как по разработке новых каталитических систем, расширяющих применимость метода, так и по усовершенствованию технологии проведения таких процессов», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Ашот Арзуманян, кандидат химических наук, заведующий лабораторией функциональных элементоорганических соединений № 133 ИНЭОС РАН, ведущий научный сотрудник группы № 6 «Катализ в кремнийорганической химии» ИНХС РАН

Результаты опубликованы в Angewandte Chemie International Edition

Подробнее — на сайте РНФ

РНФ | Телеграм | ВКонтакте | MAX #новостинауки_РНФ #химия