Исследователи наблюдают за работой катализаторов

Рассмотренная реакция Ульмана представляет собой химическую реакцию, в которой атомы серебра катализируют связь между двумя атомами углерода, с которыми ранее был связан йод. Хотя ученые знали об этом типе реакции с 1901 года и использовали его для многих важных химических превращений, ранее было невозможно детально наблюдать промежуточный продукт реакции.Используя атомно-силовой микроскоп, группа исследователей во главе с профессором Эрнстом Мейером и доктором Шигеки Каваи из Швейцарского института нанонаук и факультета физики Базельского университета смогла продемонстрировать эту реакцию при атомном разрешении.К удивлению, было обнаружено, что атомы серебра реагируют с молекулами при температуре около -120 ° C и, кажется, изгибаются, как мост через реку.

На второй стадии реакции, которая требует повышения температуры примерно до 105 ° C и генерирует конечный продукт, атомы серебра снова освобождаются и два атома углерода связываются вместе.Расчет энергии

Реакция Ульмана уже давно используется для химического синтеза. Интерес к этой связи атомов углерода в последнее время снова возрос, поскольку ее можно использовать для связывания органических молекул с поверхностями и получения полимеров, не содержащих растворителей.

Подробные наблюдения за работой катализаторов позволяют ученым лучше понять процесс реакции.Предыдущие анализы не смогли показать пространственное расположение металлоорганического промежуточного продукта. Полученные подробные изображения являются первыми, которые позволяют партнеру проекта профессору Стефану Гёдекеру (факультет физики Базельского университета) рассчитать энергетический оборот исследуемой реакции Ульмана.

Эти данные подтверждают необычное пространственное расположение промежуточного продукта и указывают, как можно оптимизировать реакцию.Относительно низкие температуры

Наблюдаемое изгибание и гибкость молекул, вероятно, является причиной того, что реакция требует относительно низких температур 105 ° C. Молекулы подвержены механическому напряжению и поэтому могут легче реагировать, то есть при более низких температурах. Если бы можно было использовать другие катализаторы для получения подобных промежуточных продуктов, подверженных напряжению, то каталитические реакции также были бы возможны при более низких температурах.

Это имело бы экологический и экономический смысл, поскольку традиционные катализаторы с платиной, родием или палладием часто требуют высоких рабочих температур 500 ° C, что приводит к выбросу отработанных газов в холодном состоянии.


Портал обо всем