Ядовитую ртуть при производстве ингредиентов для поливинилхлорида можно заменить платиной — катализатором, состоящим из одного атома! И этот катализатор будет вдвое эффективнее, чем ртуть.
Фото: Павел Смертин, Коммерсантъ / купить фото
Фото: Павел Смертин, Коммерсантъ / купить фото
Производство хлорвинила — один из наиболее распространенных и отлаженных промышленных процессов в мире: полимера выпускается 50 млн тонн в год. Примерно треть всего этого количества синтезируется из ацетилена методом гидрохлорирования — при участии высокотоксического ртутного катализатора.
Потребность в этом катализаторе такова, что примерно половина всей ртути, произведенной в мире, идет как раз на синтез хлорвинила. И что особенно плохо, в процессе производства примерно 40 тонн ртути испаряется, отравляя атмосферу и затем окружающую среду в целом.
Химик Хавьер Перес-Рамирес из Швейцарской высшей технической школы (Цюрих) возглавил исследование, результаты которого позволят отказаться от использования ртути. Как вспоминает Перес-Рамирес, сперва в качестве катализаторов в производстве хлорвинила предлагались золото и рутений, но выяснилось, что они слишком быстро засоряются и теряют каталитические способности.
Тогда исследователи обратились к платине — одному из самых знаменитых катализаторов — и угадали! Немаловажно и то, что платина как химическое вещество пока что дешевле золота, что выгодно при организации нового процесса.
Ученым удалось так наладить управление каталитическим процессом, что платина не засоряется и с ее участием не образуется нежелательных соединений.
Комментаторы, с одной стороны, пока что выражают скепсис: слишком уж виртуозно приходится действовать химикам; с другой, радуются тому, что в массовом производстве открывается возможность значительно усилить экологическую составляющую. Впрочем, и критики, и защитники технологии Переса-Рамиреса замечают, что до стадии промышленной эксплуатации еще довольно далеко: максимум новый катализатор проработал в лабораторных условиях 70 часов, то есть ничтожно мало.
По материалам статьи Nanostructuring unlocks high performance of platinum single-atom catalysts for stable vinyl chloride production; Selina K. Kaiser, Edvin Fako, Gabriele Manzocchi, Frank Krumeich, Roland Hauert, Adam H. Clark, Olga V. Safonova, Nria Lpez, Javier Prez-Ramrez; журнал Nature Catalysis, март 2020 г.