सऊदी अरब के किंग अब्दुल्ला यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी द्वारा एक अत्यधिक कुशल उत्प्रेरक विकसित किया गया है जो प्रोपेन गैस को भारी हाइड्रोकार्बन में परिवर्तित करता है।(KAUST) शोधकर्ता।यह एल्केन मेटाथिसिस नामक रासायनिक प्रतिक्रिया को काफी तेज कर देता है, जिसका उपयोग तरल ईंधन का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है।

उत्प्रेरक प्रोपेन को, जिसमें तीन कार्बन परमाणु होते हैं, अन्य अणुओं में पुनर्व्यवस्थित करता है, जैसे ब्यूटेन (चार कार्बन युक्त), पेंटेन (पांच कार्बन वाला) और ईथेन (दो कार्बन वाला)।KAUST कैटालिसिस सेंटर के मनोजा सामंतराय ने कहा, "हमारा उद्देश्य कम आणविक भार वाले अल्केन्स को मूल्यवान डीजल-रेंज अल्केन्स में परिवर्तित करना है।"

उत्प्रेरक के केंद्र में दो धातुओं, टाइटेनियम और टंगस्टन के यौगिक होते हैं, जो ऑक्सीजन परमाणुओं के माध्यम से सिलिका सतह से जुड़े होते हैं।उपयोग की गई रणनीति डिज़ाइन द्वारा उत्प्रेरण थी।पिछले अध्ययनों से पता चला है कि मोनोमेटैलिक उत्प्रेरक दो कार्यों में लगे हुए थे: एल्केन से ओलेफिन और फिर ओलेफिन मेटाथिसिस।टाइटेनियम को पैराफिन के सीएच बांड को सक्रिय करके उन्हें ओलेफिन में बदलने की क्षमता के कारण चुना गया था, और टंगस्टन को ओलेफिन मेटाथिसिस के लिए इसकी उच्च गतिविधि के लिए चुना गया था।

उत्प्रेरक बनाने के लिए, टीम ने जितना संभव हो उतना पानी निकालने के लिए सिलिका को गर्म किया और फिर इसमें हेक्सामेथाइल टंगस्टन और टेट्रानियोपेंटाइल टाइटेनियम मिलाया, जिससे हल्का पीला पाउडर बन गया।शोधकर्ताओं ने परमाणु चुंबकीय अनुनाद (एनएमआर) स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके उत्प्रेरक का अध्ययन किया ताकि यह दिखाया जा सके कि टंगस्टन और टाइटेनियम परमाणु सिलिका सतहों पर एक साथ बेहद करीब स्थित हैं, शायद ≈0.5 नैनोमीटर के करीब।

केंद्र के निदेशक जीन-मैरी बैसेट के नेतृत्व में शोधकर्ताओं ने उत्प्रेरक को तीन दिनों तक प्रोपेन के साथ 150 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करके परीक्षण किया।प्रतिक्रिया स्थितियों को अनुकूलित करने के बाद - उदाहरण के लिए, प्रोपेन को उत्प्रेरक के ऊपर लगातार प्रवाहित करने की अनुमति देकर - उन्होंने पाया कि प्रतिक्रिया के मुख्य उत्पाद ईथेन और ब्यूटेन थे और टंगस्टन और टाइटेनियम परमाणुओं की प्रत्येक जोड़ी औसतन 10,000 चक्र पहले उत्प्रेरित कर सकती थी। अपनी गतिविधि खोना।यह "टर्नओवर संख्या" प्रोपेन मेटाथिसिस प्रतिक्रिया के लिए अब तक की सबसे अधिक रिपोर्ट है।

डिज़ाइन द्वारा उत्प्रेरण की यह सफलता, शोधकर्ताओं का प्रस्ताव है, दो धातुओं के बीच अपेक्षित सहकारी प्रभाव के कारण है।सबसे पहले, एक टाइटेनियम परमाणु प्रोपेन से हाइड्रोजन परमाणुओं को हटाकर प्रोपेन बनाता है और फिर एक पड़ोसी टंगस्टन परमाणु प्रोपेन को उसके कार्बन-कार्बन दोहरे बंधन में तोड़ता है, जिससे टुकड़े बनते हैं जो अन्य हाइड्रोकार्बन में पुन: संयोजित हो सकते हैं।शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि केवल टंगस्टन या टाइटेनियम युक्त उत्प्रेरक पाउडर बहुत खराब प्रदर्शन करते हैं;यहां तक ​​कि जब इन दोनों पाउडरों को भौतिक रूप से एक साथ मिलाया गया, तब भी उनका प्रदर्शन सहकारी उत्प्रेरक से मेल नहीं खाता था।

टीम को अधिक टर्नओवर संख्या और लंबे जीवनकाल के साथ और भी बेहतर उत्प्रेरक डिजाइन करने की उम्मीद है।सामंतराय ने कहा, "हमारा मानना ​​है कि निकट भविष्य में, उद्योग डीजल-रेंज अल्केन्स और अधिक सामान्यतः डिजाइन द्वारा उत्प्रेरक के उत्पादन के लिए हमारे दृष्टिकोण को अपना सकता है।"