Рутенат бария стал простым и эффективным катализатором для окисления сульфидов

Исследователи из Токийского технологического института разработали перовскитный катализатор на основе рутената бария, демонстрирующий высокую активность даже при низких температурах (до 313 К или 40°С). Продукт подходит для окисления сульфидов.

Многоразовый катализатор не требует использования добавок, что позволяет предотвратить формирование токсичных побочных продуктов, сообщает sciencedaily.com. Окисление сульфидов – коммерчески важный процесс, задействованный во множестве сфер: от производства химикатов до охраны окружающей среды.

Исследовательская группа, возглавляемая Кейго Каматой и Мичиказу Харой из Токийского технологического института, успешно создала перовскит с рутенатом бария (BaRuO₃). Он стал первым катализатором в своей группе, продемонстрировавшим способность к избирательному окислению сульфидов при умеренных условиях. В роли единственного оксиданта выступает молекулярный кислород.

Выводы проекта представлены в ACS Applied Materials & Interfaces. По мнению исследователей, BaRuO₃ имеет 3 преимущества, в сравнении с обычными катализаторами.

Так, продукт работает даже при 313 К (40°С). Это намного меньшая температура, чем диапазон 373-423 К (100-150°С), зафиксированный в предыдущих системах, включая катализаторы на основе рутения и марганца. Во-вторых, интенсивная передача кислорода указывает на множество потенциальных способов использования. Например, продукт подходит для окислительного обессеривания дибензотиофена и получения более 99% чистого сульфона. В-третьих, новый катализатор можно повторно использовать минимум 3 раза без ухудшения показателей.

Разработка позволяет преодолеть несколько классических ограничений, вроде потребности в добавках, ядовитых реагентах и высоких реакционных температурах.

Катализатор имеет тригональную структуру. Другие изученные сегодня продукты на основе рутения, вроде SrRuO₃, CaRuO₃ и RuO₂, характеризуются восьмигранными блоками с общими углами. BaRuO₃ состоит из октаэдров, соединенных по граням. Такая конфигурация считается одной из причин лучшей передачи кислорода.

Важным является и метод синтеза продукта. Для его получения использовалась золь-гелевая технология и яблочная кислота.

«Каталитическая активность и специфическая площадь поверхности катализатора больше, чем параметры BaRuO₃, полученного полимеризацией», — отметили авторы.