El peróxido de hidrógeno se produce actualmente industrialmente por hidrogenación del compuesto orgánico aromático 2-alquil-antraquinona a la antrahidroquinona correspondiente con hidrógeno. La deshidrogenación con oxígeno produce entonces peróxido de hidrógeno concentrado. El proceso no es económico para la fabricación de pequeñas cantidades de peróxido de hidrógeno sin embargo, cantidades tan concentrados de la química tienen que ser transportados de una planta central antes de diluirse para su uso. Esto, dice Graham Hutchings, de la Universidad de Cardiff, es 'no es seguro por cualquier medio.
Un proceso más adecuado para la producción a pequeña escala implica la reacción catalizada por paladio de hidrógeno y oxígeno en solución. Desafortunadamente, paladio cataliza no sólo la hidrogenación de oxígeno a peróxido de hidrógeno, pero también peróxido de hidrógeno hidrogenación adicional al agua. En 2009, Hutchings y sus colegas mostraron que un catalizador que contiene nanopartículas de oro y paladio podrían producir peróxido de hidrógeno, pero no condujo a su decomposition.2 Por desgracia, el oro y el paladio son demasiado caros para que este enfoque económico.
En la nueva investigación, el grupo de Hutchings conocer un nuevo catalizador impregnado con paladio y estaño. Se oxidan los metales calentándolos en el aire, después de lo cual se estudió la superficie utilizando múltiples técnicas analíticas. Palladium estaba presente en ambos nanopartículas más grandes que contienen una mezcla de paladio y estaño y nanopartículas más pequeñas que contienen la mayoría de paladio incrustado dentro de óxido de estaño. Ante la sospecha de que sólo las nanopartículas más pequeñas catalizada la reacción de descomposición, los investigadores redujeron y re-oxidan el catalizador, haciendo que el óxido de estaño para encapsular las nanopartículas de paladio más pequeñas. El catalizador resultante era muy activo para la síntesis de peróxido de hidrógeno, sin problemas de descomposición. "Hemos tomado el contenido de paladio por debajo de 2,5% a 0,5% en algunas formulaciones y nos llevaron el oro por completo [en comparación con el catalizador 2009]," dice Hutchings.
El catalizador, que contiene tanto pequeña paladio-rico (rojo) y más grande aleación de paladio-estaño (amarillo) nanopartículas en su superficie, produce peróxido de hidrógeno sin que a continuación descomponerlo © Science / AAAS
'El estaño se utiliza actualmente como promotor para catalizadores de deshidrogenación de alcanos luz a base de platino, "dice Bert Weckhuysen de la Universidad de Utrecht en los Países Bajos. grupo 'Hutchings' aquí está utilizando esta estaño para ajustar con precisión las propiedades catalíticas de nanopartículas de paladio soportados para asegurarse de que las reacciones colaterales no deseados están apagados. Creo que esto un hallazgo importante para una reacción importante. ' Él cree que se necesita más información, sin embargo, acerca de la estabilidad del material catalizador.
Gabriele Centi de la Universidad de Messina también quiere más datos sobre la estabilidad del catalizador, y prevé un obstáculo potencial para el proceso, que utiliza metanol como disolvente. 'Si utiliza peróxido de hidrógeno para el tratamiento de aguas residuales o la limpieza del suelo, por ejemplo, tiene que deshacerse del alcohol y tener agua como disolvente.
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