Гидрофобный катализатор помог поднять селективность реакции Фишера — Тропша
Китайские химики нашли новый катализатор для получения алкенов по реакции Фишера — Тропша. Они синтезировали наностержни оксида железа с добавками марганца и укутали их в двойное покрытие — сначала слой оксида кремния, а затем гидрофобный слой триметилсилильных групп. Гидрофобное покрытие защищает катализатор от воды, замедляя побочные процессы, а перенос электронов с марганца на железо ускоряет образование алкенов. Авторам удалось добиться рекордно высокой селективности образования алкенов в 64,9 процента при конверсии монооксида углерода 56,1 процента. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Процессом Фишера — Тропша называют получение различных углеводородов из смеси угарного газа СО и водорода (или синтез-газа). Особый интерес представляет такой способ синтеза непредельных углеводородов (алкенов). Алкены широко применяются в химической промышленности, а с помощью реакции Фишера — Тропша их можно получать без использования нефтяного сырья (и даже вовсе без использования ископаемого топлива, если синтез газ был получен, например, из биомассы). Однако осуществить этот процесс с хорошим выходом не так просто — параллельно протекают различные побочные реакции, например образование метана и углекислого газа. Чтобы ускорять образование алкенов и одновременно подавлять побочные реакции, используют различные катализаторы, но идеальный катализатор химики пока не нашли. Катализаторы на основе цеолитов показывают достаточно высокую селективность образования алкенов (до 80 процентов), но низкую конверсию СО (в среднем 10-15 процентов), иными словами, большая часть СО вообще не вступает в реакцию. Катализаторы на основе соединений железа позволяют добиться более высокой конверсии СО (до 40 процентов), но уступают в селективности.