新Light-Driven催化剂促进生产过程

化学反应的光非常有助于化学家正在开发新方法使药品和其他有益的化合物。利用这光能量需要photoredox催化剂,它可以捕捉光和传达一个化学反应的能量。

麻省理工学院化学家们最近开发的一种新的photoredox催化剂可能更容易展现高科技的光能反应融入制造方法。目前大多数photoredox催化剂相比,材料是不溶性的新团体,所以他们可以反复使用。欧洲杯足球竞彩这些催化剂可以用于涂层油管和开展化学改变反应物通过管他们旅行。

能够回收催化剂的最大挑战之一是克服而言,能够使用photoredox催化在制造业。我们希望通过能够流化学固定化催化剂,我们可以提供一个新的方法photoredox催化在更大的尺度。

理查德·刘,博士后研究员和研究共同作者,麻省理工学院

新的催化剂,可以改变执行许多不同类型的反应,也可以集成到其他材料如粒子或纺织品。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台

盖锻造机,约翰·d·麦克阿瑟麻省理工学院化学教授,这项研究的资深作者,最近发表在《华尔街日报》自然通讯。盛郭,麻省理工学院的研究科学家和Shao-Xiong列侬罗,麻省理工学院的研究生,也是该研究的作者。

混合材料欧洲杯足球竞彩

Photoredox催化剂函数通过吸收光子,然后利用光能驱动化学反应,类似于植物细胞的叶绿素吸收来自太阳的能量,利用它使糖分子。

化学家们已经创建了两个核心群photoredox催化剂,被称为异构和同质的催化剂。同质通常由有机染料或吸光金属配合物催化剂。这些催化剂可以很容易地修改执行一个特定的反应,但问题是它们溶解在溶液反应发生的地方。这意味着他们不能简单地提取并再次使用。

另一方面,异构催化剂是固体矿物晶体材料,创建3 d结构或表。欧洲杯足球竞彩这些材料不溶欧洲杯足球竞彩解,因此他们可以使用很多次。然而,这些催化剂是更严格的修改达到优先反应。

集成这两种催化剂的优点,科学家们计划插入染料构成同质催化剂固体聚合物。对于这个应用程序,科学家们利用一个类似塑料的聚合物)分钟毛孔,他们此前创建进行气体分离。

在这项研究,科学家们发现他们可以近12不同的同类催化剂集成到他们的新混合材料,但它们一定可以与更多的合作。

这些混合催化剂异构催化剂的可回收性和持久性,而且均匀的精确可调谐性催化剂。你可以将染料不失其化学活动,所以,你可以或多或少选择从成千上万的已知photoredox反应,并得到一个不溶性相当于你所需要的催化剂。

理查德·刘,博士后研究员和研究共同作者,麻省理工学院

科学家们了解到,在聚合物添加催化剂也使他们变得更加有效。一种解释是,反应物分子可以包含在聚合物的毛孔,准备反应。此外,光能量可以毫不费力地流沿着聚合物来定位等待反应物。

新的聚合物分子结合的解决方案,有效preconcentrate反应。此外,激发态在整个聚合物可迅速迁移。激发态的组合流动性和分区的反应物聚合物更快和更有效的反应比纯粹的解决方案是可能的过程。

盖锻造机,研究高级作者约翰·d·麦克阿瑟的化学教授,麻省理工学院

更高的效率

科学家们还表明,他们可以调整聚合物骨干的物理特性,包括其孔隙度和厚度,根据应用程序他们想雇用的催化剂。

作为一个例子,他们证明了他们可以坚持氟化油管生产氟化聚合物,这是常用的连续流生产。这种制造期间,通过一系列的化学反应物通过管子虽然新选民注册,或其他措施,如进行分离和纯化。

目前,它是具有挑战性的添加photoredox反应成连续流动过程,因为催化剂快速耗尽,所以他们必须不断纳入解决方案。

添加新的由麻省理工学院设计的催化剂用于这种类型的油管生产可以使photoredox在连续流动反应进行。油管是清楚的,让光从LED穿过,到达催化剂,刺激他们。

这个想法是催化剂涂层管,所以你可以通过管流你的反应时催化剂停留。这样的话,你永远不会得到催化剂产品,你也可以得到很多更高的效率。

理查德·刘,博士后研究员和研究共同作者,麻省理工学院

催化剂也可以用来外套的磁珠,使他们更容易提取的溶液反应完成后,或外套反应纺织品或瓶。科学家们正在试图将更广泛的催化剂集成到他们的聚合物和工程聚合物,这样他们可以使用在各种潜在的应用。

美国国家科学基金会和KAU欧洲杯线上买球ST传感器主动资助了这项研究。

期刊引用:

刘,r . Y。等。(2022)Solution-processable heterogenization微孔聚合物平台的多样化photoredox催化剂。自然通讯。doi.org/10.1038/s41467 - 022 - 29811 - 6。

来源:https://mit.edu