Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Wiadomości

Nawigacja okruszkowa Nawigacja okruszkowa

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Uniwersyteccy naukowcy publikują w "Nature Communications"

Uniwersyteccy naukowcy publikują w "<span lang="en">Nature Communications</span>"

W czasopiśmie "Nature Communications" opublikowany został artykuł naukowy pt. "Charge-separation driven mechanism via acylium ion intermediate migration during catalytic carbonylation in mordenite zeolite", którego autorkami są badaczki z Grupy Chemii Zeolitów – dr inż. Karolina Tarach i prof. dr hab. Kinga Góra-Marek.

 

 

Publikacja została przygotowana we współpracy z naukowcami z State Key Laboratory of Magnetic Resonance and Atomic and Molecular Physics, National Center for Magnetic Resonance in Wuhan.

Zeolity to glinokrzemiany w naturze występujące jako skały będące wynikiem erupcji wulkanów. Jedyne w swoim rodzaju właściwości zeolitów powiązane są z architekturą obecnych w nich mikroporów. Rozmiar kanałów umożliwia specyficzne dopasowanie cząsteczki reagenta w ich wnętrzu, wymuszając jej przekształcenie w cząsteczkę produktu, którego otrzymanie nie byłoby możliwe w jakikolwiek inny sposób. Ta szczególna właściwość zeolitów zwana jest kształtoselektywnością. Pomimo wykorzystywania zjawiska kształtoselektywności, w wielu procesach katalitycznych mechanizmy wzajemnego oddziaływania pomiędzy zeolitem a cząsteczkami reagentów oraz dalsze transformacje tych ostatnich nie są do końca wyjaśnione i zależą od konkretnej struktury zeolitu. 

Przykładem takiego zjawiska jest przekształcenie cząsteczki metanolu i tlenku węgla(II) w cząsteczkę octanu metylu (MA) lub kwasu octowego (AA) zachodzące w obecności zeolitu o nazwie mordenit. Proces ten, zwany karbonylowaniem, stanowi dogodną ścieżkę tworzenia wiązania węgiel-węgiel już w stosunkowo niskich temperaturach. 

W swojej poprzedniej pracy ("Journal of the American Chemical Society" 143 (37), 15440-15452) autorzy wykazali, że kształtoselektywne działanie mordenitu umożliwia powstawanie metastabilnych jonów acyliowych (CH3−C ≡ O+) ukierunkowujących drogę reakcji do pożądanych produktów (tj. MA i AA), z pominięciem niekorzystnej ścieżki zatruwania katalizatora. 

W publikacji zaprezentowanej w "Nature Communications" naukowcy wykorzystując zaawansowane narzędzia badawcze zdefiniowali pełną ścieżkę reakcji pomiędzy metanolem a tlenkiem węgla(II) w kanałach zeolitu. Wykazano, że produkt przejściowy reakcji, tj. jon acyliowy (CH3−C ≡ O+) jest selektywnie tworzony w 8-członowych kanałach zeolitu. Z kolei, formowanie finalnych produktów reakcji możliwe jest jedynie poprzez transfer jonów acyliowych w obszar skrzyżowania kanałów 8- i 12-członowych, gdzie ma miejsce reakcja z kolejną cząsteczką metanolu. Mechanizm różni się od tych dotychczas proponowanych w literaturze, w których tworzenie cząsteczki produktu w sposób uprzywilejowany miało zachodzić już w kanałach 8-członowych tego katalizatora, bez uwzględnienia roli centrów aktywnych zlokalizowanych w kanałach 12-członowych.   

W opracowanym modelu autorzy publikacji po raz pierwszy zaproponowali rozdzielenie dwóch stref reakcji pomiędzy te znajdujące się w kanałach 12- i 8-członowych pokazując jednocześnie synergię obu procesów dla zrozumienia pełnego cyklu katalitycznego. Publikacja dostępna jest w formacie open access: www.nature.com/articles/s41467-022-34708-5.

Polecamy również
Dr Renata Mężyk-Kopeć z WBBB UJ laureatką konkursu NCN Weave-UNISONO

Dr Renata Mężyk-Kopeć z WBBB UJ laureatką konkursu NCN Weave-UNISONO

Sukcesy studentów SKN Terapii Celowanej i Układów Supramolekularnych UJ CM

Sukcesy studentów SKN Terapii Celowanej i Układów Supramolekularnych UJ CM

Naukowcy sprawdzą, jak studenci łączą edukację ze sprawowaniem opieki nad osobami starszymi

Naukowcy sprawdzą, jak studenci łączą edukację ze sprawowaniem opieki nad osobami starszymi

Student UJ CM współautorem projektu nagrodzonego w konkursie "<span lang='en'>Direction: Space</span>"

Student UJ CM współautorem projektu nagrodzonego w konkursie "Direction: Space"

Widok zawartości stron Widok zawartości stron