Российские химики выяснили, что катализатор на основе марганца поможет синтезировать силиконы при комнатной температуре и солнечном свете. Раньше использование такого катализатора требовало нагревания до 120°С или действия ультрафиолета, поэтому его не применяли в промышленных масштабах.
Силиконы широко используются в медицине, фармацевтике, автомобиле-, корабле- и авиастроении. Они входят в состав многих средств личной гигиены, медицинских имплантов, смазочных материалов, герметиков, лаков и красок. Получают силиконы только искусственно, например, химически присоединив кремнийсодержащие молекулы к продуктам переработки нефти и природного газа — алкенам. Для такой реакции нужны катализаторы на основе платины. Они очень дорогие, поэтому исследователи ищут альтернативные соединения для синтеза силиконов.
Ученые Института нефтехимического синтеза имени А. В. Топчиева РАН с коллегами предложили использовать катализатор на основе более дешевого и доступного металла — марганца. Это соединение, помимо марганца, содержит атомы углерода и кислорода.
Эксперименты показали, что производное спирта с шестью атомами фтора помогло катализатору работать при действии солнечного света и комнатной температуре. При этом эффективность превращения достигла 95%. Это значит, что почти все взятые в реакцию вещества превратились в искомые продукты — силиконы. Ученые сконструировали микрофлюидный реактор — прототип установки для синтеза силиконов в промышленных масштабах. Это устройство имеет вид длинной и тонкой прозрачной трубки, в которую с помощью насосов непрерывно подаются необходимые для синтеза вещества и катализатор.
Пока мы предложили первый прототип проточного реактора, который будем совершенствовать, чтобы масштабировать получение силиконов», — отметил один из авторов работы Андрей Терещенко, инженер Международной исследовательской лаборатории нанодиагностики Южного федерального университета.