代尔夫特理工大学 转化1千克底物只需要30毫克的新催化剂
信用:杜德夫特/杨文军 代尔夫特理工大学的研究人员已经开发出一种催化剂，其用量可以忽略不计
由于其形状和耐久性，催化剂在反应中持续时间更长，节省了大量能量，防止了浪费并降低了成本
研究结果发表在《自然通讯》上
图·代尔夫特研究员叶夫根尼·皮德科和他的团队对使用催化剂的化学反应采取了一种近乎整体的方法
这些物质在降低化学反应的活化屏障方面起着重要作用
催化剂存在于反应混合物中，但不是化学反应方程式的一部分
所以从理论上来说，催化剂应该能够永远发挥作用
然而，在实践中，化学家发现随着时间的推移，它们变得不那么活跃
这意味着反应过程需要大量的催化剂才能顺利进行
然后必须从反应混合物中除去催化剂，这是一个昂贵且污染的过程
对于制药和精细化工行业来说，生产1千克所需产品会产生大约50千克的废品，这种情况并不少见，因此使这些化学过程更具可持续性是当务之急
出生和死亡 Pidko团队面临的最重要的问题是:催化剂在什么情况下是活性的，为什么会衰变？皮德科:“我们实际上在做的是从催化剂的诞生到死亡
“这项研究现在已经发现了一种特别有效的新催化剂
即使使用“顺势疗法”量的催化剂也足以使反应顺利进行
在他们的研究中，化学家使用了一种锰催化剂来氢化分子，这意味着分子中的一个双键被打破，氢在分子中发生这种情况
这种反应主要用于固化油脂
皮德科:“为了使催化剂更有效，我们在每个分子上创造了更多的结合点
我们注意到，反应突然变好了很多
“使用光谱学，研究人员观察到新的催化剂具有理想的性能
在其激活状态下，它打开以促进所需的反应
在其静止状态下，催化剂关闭其钳形臂，保护其活性部分
皮德科团队的研究表明，这种催化剂可以使用20万次
皮德科说，“即使在120摄氏度的温度下，它也能保持其完整性。”
这种催化剂的功效非常独特
“与通常的1000 ppm(百万分之几)不同，只需要5 ppm的新催化剂
使用这种最小量意味着通常需要的纯化步骤可以跳过
绿色化学工业 这一发展是化学工业绿色化的重要一步，尽管它不能立即用于现有的化学工艺，因为需要进一步的研究
使这项研究在该领域特别具有创新性的是对催化剂采取的方法
皮德科总结道，“对整个生命周期的细致跟踪让我们对催化剂有了更好的理解，我们希望我们可以用这种方法来开发更多的这种‘顺势疗法’催化剂，这对于化学工业来说可能是革命性的
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