Исследователи НИТУ МИСИС предложили безопасный катализатор для производства лекарств

Катализаторы, ускоряющие химические реакции, используются в разных отраслях промышленности, включая производство полимеров и лекарств. Одним из наиболее распространённых видов являются катализаторы селективного гидрирования — они помогают ускорить химические реакции, превращая одни вещества в другие, при этом выбирают только определенные соединения для реакции.

Несмотря на высокую эффективность таких катализаторов, их использование становится экономически невыгодным из-за большого содержания дорогостоящего благородного металла — палладия в их составе, а присутствие свинцовых соединений негативно влияет на экологическую обстановку на производстве. В свете новых экологических нормативов и стремления промышленности к более устойчивому развитию, ученые по всему миру активно работают над созданием безопасных, недорогих и эффективных катализаторов.

Коллектив ученых НИТУ МИСИС и ИОХ РАН разработал несколько стратегий создания нетоксичных катализаторов на основе безопасных наночастиц железа, модифицированных небольшим количеством палладия. Такие биметаллические наночастицы очень активно взаимодействуют в процессе гидрирования (превращения вещества в другое при помощи водорода) связей между атомами и выборочно взаимодействуют с определенными алкенами — видами химических соединений.

«Биметаллические катализаторы на основе наночастиц железа и палладия имеют большой практический потенциал, поскольку для их получения не требуется трудоемких процедур приготовления, и получить активные материалы возможно несколькими способами: прямым восстановлением прекурсоров активных металлов, нанесенных на оксид кремния и термическим разложением нанесенных прекурсоров на воздухе при температурах 250°С — 400°С», ­­— рассказала Анастасия Шестеркина, к.х.н., старший научный сотрудник Лаборатории нанохимии и экологии Университета МИСИС.

В ходе исследований было показано, что наиболее подходящим носителем для создания эффективных биметаллических катализаторов является оксид кремния отечественного производства. Разработанные биметаллические катализаторы обладают более высокой эффективностью и являются отличной альтернативой промышленным катализаторам гидрирования, в частности токсичному катализатору Линдлара. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nanomaterials (Q1).

Как отмечают ученые, новые катализаторы могут производиться с помощью относительно простых методов, что позволит легко масштабировать производство. В будущем исследователи планируют снизить содержание благородного металла в составе катализатора, а также изучить возможность полной замены на неблагородные металлы в составе катализаторов с сохранением каталитической эффективности.

Фото: пресс-служба НИТУ МИСИС