Китайская научно-исследовательская группа добилась значительного прогресса в области окисления этанола в ацетальдегид. Исследовательская команда под совместным руководством профессора Лю Пэна из Хуачжунского университета науки и технологий и профессора Эмиля Дж. М. Хенсена из Эйндховенского технологического университета разработала и создала серию новых катализаторов Au/LaMnCuO₃ на основе золота и перовскита, которые значительно повысили эффективность и стабильность превращения этанола в ацетальдегид.
Традиционный процесс производства ацетальдегида основан на методе Вакера окисления этилена, который сопряжён с такими проблемами, как высокая стоимость, большое энергопотребление и загрязнение окружающей среды. Биоэтанол, являясь возобновляемым ресурсом, рассматривается как более устойчивая альтернатива, а его селективное окисление в ацетальдегид считается перспективным направлением. Однако существующие катализаторы с трудом находят баланс между активностью и селективностью, что приводит к выходу ацетальдегида ниже 90%. На этот раз исследовательская группа, регулируя соотношение марганца и меди в катализаторе, успешно приготовила катализатор Au/LaMn₀.₇₅Cu₀.₂₅O₃. Этот катализатор обеспечил выход ацетальдегида 95% при 225°C и стабильно работал в течение 80 часов, превзойдя по характеристикам долго используемый катализатор Au/MgCuCr₂O₄.
Исследовательская группа также раскрыла механизм повышения производительности катализатора. С помощью теории функционала плотности и моделирования микроскопической кинетики было обнаружено, что внедрение меди создаёт высокоактивные центры вблизи частиц золота, снижает энергетический барьер реакции и способствует эффективному взаимодействию кислорода с молекулами этанола. Профессор Лю Пэн отметил: «Синергетический эффект ионов золота, марганца и меди является ключом к прорыву в производительности катализатора». Это открытие предоставило теоретическую основу для оптимизации конструкции катализаторов.
В настоящее время результаты исследования опубликованы в журнале «Chinese Journal of Catalysis», предоставив новое решение для технологии конверсии биоэтанола. Исследовательская группа сосредоточена на продлении срока службы катализатора и продвижении его от лабораторных условий к промышленному применению. По мере совершенствования технологии новые катализаторы на основе золота и перовскита, как ожидается, будут играть более значительную роль в таких областях, как производство пластмасс и фармацевтика, способствуя развитию индустрии зелёной химии.
Детали публикации: Заголовок: «Золотой катализатор только что побил десятилетний рекорд в зелёной химии», опубликовано в: ScienceDaily, 29 декабря 2025 г., информация о журнале: Science Daily.
