Bardziej ekologiczne katalizatory przemysłowe
Na całym świecie większość materiałów węglowych, jak i energię wytwarza się poprzez oksydacyjne przekształcanie alkanów w benzynę lub gaz ziemny. Jednakże, duża wytrzymałość wiązań węgiel-wodór (C-H) w alkanach powoduje konieczność stosowania bardzo wysokich temperatur, co powoduje małą wydajność przekształcania i wysokie poziomy emisji. Katalizatory, które działają lepiej w niegroźnych dla środowiska warunkach i które są tańsze w stosowaniu, byłyby niezwykle przydane dla przemysłu. Kompleksy metali przejściowych potrafią działać na podobnej zasadzie co enzymy. Naukowcy będący uczestnikami finansowanego ze środków UE projektu OXALKANES ("Development of sustainable selective catalytic oxidation of alkanes") postanowili je wykorzystać. Stworzyli oni kompleksy metali przejściowych z czwartego okresu pierwiastków układu okresowego (np. żelazo, kobalt, miedź). Zastosowano je jako selektywne katalizatory jednorodne i kontaktowe w aktywacji reakcji C-H w temperaturze pokojowej, w której tlen dostarczany jest przez nieszkodliwy dla środowiska nadtlenek wodoru. Do zwiększenia wydajności tej metody wykorzystano wspomaganie mikrofalami. Utlenianie cykloheksanu dało większe ilości cykloheksanu i cykloheksanolu niż w przypadku konwencjonalnych katalizatorów, a do tego w łagodnych i zrównoważonych warunkach. Główne produkty wykorzystano jako prekursory w syntezie produktów o wartości dodanej, takich jak Nylon-6, związek powszechnie stosowany w przędzach przemysłowych, tekstyliach i foliach plastikowych w branży spożywczej i energetycznej. Głównym produktem utleniania benzenu jest fenol, ważny półprodukt w syntezie petrochemikaliów, agrochemikaliów i tworzyw sztucznych. Bezpośrednie utlenianie benzenu do postaci fenolu charakteryzuje się niską wydajnością i słabą selektywnością katalizatora. Naukowcy biorący udział w projekcie OXALKANE uzyskali wyższą selektywność niż w przypadku katalizatorów konwencjonalnych oraz wydajność co najmniej taką samą jak w przypadku opisywanych w piśmiennictwie katalizatorów homogenicznych i kontaktowych. Podsumowując, nowe kompleksy metali przejściowych stworzone w ramach projektu OXALKANES pozwalają na utlenianie alkanów w łagodnych i zrównoważonych warunkach, przy wydajności porównywalnej lub wyższej niż konwencjonalne katalizatory i metody. Powinny one znaleźć zastosowanie w licznych przemysłowych procesach utleniania oraz mieć pozytywny wpływ na środowisko naturalne.
