Российские химики разработали новый катализатор на основе висмута, палладия и циркония для получения молочной кислоты в один этап. Молочная кислота широко применяется в химической промышленности, однако процесс её получения из глицерина сложен и включает несколько стадий. Авторы работы нашли способ упростить эту технологию, использование нового катализатора позволит сократить время получения кислоты и удешевить её. Исследование поможет в будущем заместить импортные поставки этого вида химического сырья, считают химики.
Учёные из лаборатории каталитических исследований Томского государственного университета создали инновационный метод получения молочной кислоты из глицерина — дешёвого побочного продукта производства биотоплива. Об этом RT сообщили в пресс-службе университета. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Catalysis A: General.
Напомним, молочная кислота — это соединение-добавка, применяемая в качестве консерванта и антиоксиданта. Вещество широко используется в пищевой, фармацевтической, текстильной промышленности, косметологии, производстве биоразлагаемых полимеров и т. д. Сегодня этот важный химический компонент по большей части импортируется в Россию из других стран. Так, на момент 2020 года импорт составлял 99% российского рынка.
В промышленности молочную кислоту получают либо ферментативным способом, либо синтетическим. Однако у обоих способов есть ряд недостатков — довольно дороги и неэкологичны. Поэтому интерес исследователей сосредоточен на разработке экологически чистого процесса получения молочной кислоты из сырого глицерина — дешёвого побочного продукта производства биотоплива. Препятствием в данном случае становится сложность химического процесса: чтобы получить молочную кислоту из глицерина, нужно провести целую серию химических реакций, для каждой из которых нужны разные катализаторы.
Авторы исследования нашли решение этой проблемы. Они разработали универсальный катализатор, который позволит получать молочную кислоту в один этап. Катализатор включает полимерный комплекс металла циркония и органической молекулы, а также биметаллические наночастицы из висмута и палладия.
Эксперименты показали, что в присутствии полученного катализатора реакции преобразования глицерина в молочную кислоту протекают одномоментно и быстро.
«Понимание механизмов протекающих процессов, а также широкие возможности варьирования структуры металлорганических координационных полимеров позволили «построить» подходящие материалы с заданными каталитическими свойствами для минимизации протекания побочных реакций», — отметила в беседе с RT кандидат химических наук, научный сотрудник лаборатории каталитических исследований ТГУ Виктория Торбина.
Катализатор может применяться для получения молочной кислоты неоднократно. Использование этой технологии в перспективе поможет замещению импорта молочной кислоты, отмечают исследователи. Кроме того, работа имеет важное научное значение.
«Помимо очевидной практической значимости, данная работа имеет глубокую фундаментальную ценность ввиду расширения понимания связи «структура — свойство» в области каталитической химии», — подытожила Виктория Торбина.
Источник: russian.rt.com