Wskaż Lidera Polskiej Chemii













Logo Chemical Online

Płynny katalizator Habera-Boscha blisko

23.11.2011 12:14:00

Już wkrótce najważniejszy proces technologiczny może przebiegać homofazowo

Rozpuszczalny katalizator żelazowy do procesu Habera-Boscha, który zwiększy wydajnośc syntezy i rozwiąże wiele jej problemów, jest bliżej niż kiedykolwiek dzięki pracy międzynarodowego zespołu badawczego.

W procesie Habera-Boscha azot atmosferyczny podlega reakcji z wodorem i w wyniku procesu katalitycznego tworzy się amoniak, wykorzystywany do produkcji nawozów sztucznych i wielu chemikaliów przemysłowych. Dzięki temu procesowi dokonała się rewolucja w rolnictwie, która umożliwiła wyżywienie stale rosnącej populacji społeczeństw. Lepsze zrozumienie aktywności kluczowego składnika procesu Habera-Boscha - katalizatora - mogłoby pomóc w optymalizacji tego przemysłowego procesu wiązania azotu i wyeliminowaniu wysokich temperatur i ciśnień.

Katalizatorami tej przemiany mogą być ruten, osm, uran, stopy kobaltu i molibdenu, jednak katalizator żelazowy jest najtańszym z nich wszystkich i to właśnie on był od dziesięcioleci stosowany powszechnie w praktyce przemysłowej. Istotnie, katalizator żelazowy dotowany potasem został stworzony w swojej pierwotnej formie już ponad 100 lat temu. Jego rozpuszczalna wersja mogłaby pomóc przyspieszyć etap limitujący szybkość całego procesu - dysocjacyjny rozpad azotu na powierzchni stałego katalizatora.

Niestety, katalizatory ciekłe okazały się nieskuteczne w procesie redukcji wiązania potrójnego gazowego azotu. Dopiero teraz naukowcom z Uniwersytetu w Rochester (USA) i Instytutu Maxa Plancka (Niemcy) udało się opracować molekularny kompleks żelaza, który wobec czynnika redukującego (potasu) reaguje z gazowym azotem z utworzeniem kompleksu zawierającego dwa ugrupowania azydkowe połączone z żelazem i mieszany rdzeń żelaza(II/III).

Zespół postuluje, że tworzenie tej rdzeniowej struktury odbywa się za sprawą trzech współdziałających atomów żelaza wyłapujących gazowy azot i rozrywających jego wiązanie potrójne w reakcji sześcioelektronowej redukcji. Powstały w tym procesie azydek reaguje nastepnie z wodorem tworząc ,,znaczące'' ilości gazowego amoniaku. W trakcie tych reakcji dochodzi jednak do zużywania się żelaza - nie jest to więc proces katalityczny. Odkrycie tej reakcji daje jednak cenne przesłanki na temat tego jak następuje rozpad wiązania w azocie i może umożliwić w krótkim czasie zaprojektowanie faktycznego procesu katalitycznego.

drukuj ten artykuł drukuj ten artykuł  |   poleć artykuł znajomemu poleć artykuł znajomemu
Najświeższe informacje w kanale RSS Najświeższe informacje w kanale RSS (jak używać)