具有高活性 平坦表面的钌基催化剂优于基于金属的竞争对手

日本和印度的科学家开发出一种基于扁形钌纳米颗粒(Ru-NP)的可重复使用的高性能催化剂，用于生产有价值的化学品。由于其经证实的耐久性，该催化剂可广泛用于大规模生产许多类型的染料，洗涤剂，农用化学品和药物。

由东京工业大学(东京工业大学)的研究人员领导的一项研究表明，纳米级表面结构的变化可以极大地改善用于生产伯胺的金属催化剂的性能，伯胺是化学工业中一类重要的化合物。

研究人员开发了一种钌基催化剂，由平面上的大量原子活性小平面组成。

与传统的金属负载催化剂相比，具有高活性表面结构的新催化剂实现了极高的催化转化率。

该研究涉及比较不同种类的金属催化剂如何将生物质衍生的糠醛转化为糠胺。这作为还原胺化的模型反应，还原胺是用于产生伯胺的主要方法。

新催化剂的周转频率为每小时1850。这个数字比一些同样的团队成员(包括东京工业大学创新研究所的Michikazu Hara和Keigo Kamata)先前开发的金属负载催化剂(RU / NB 2 O 5)的效率提高了六倍。

“据我们所知，Ru-NP催化剂在迄今报道的糠醛还原胺化生成糠胺的金属催化剂中表现出最高的周转频率，”该团队在他们发表在化学科学的研究中说。

进一步的实验测试了新催化剂用于糠醛还原胺化的可重复使用性，研究人员说，“即使在四次重复使用后活性也没有明显降低”，突出了催化剂的稳健性。

催化剂卓越性能背后的秘密在于其独特的结构和形状。通常，Ru具有六边形密堆积结构，限制了催化性能。相比之下，新催化剂在表面具有高比例的所谓扁平形状，原始的面心立方钌纳米颗粒，其作为具有弱电子给予能力的活性位点。正是这一特征被认为对于实现各种羰基化合物的有效和选择性还原胺化至关重要。

除了促进生物质衍生胺的生产外，新催化剂还有助于满足更广泛的精细化学工业的需求。