Наночастицы фосфида никеля — катализатор с полным набором преимуществ

Исследователи из Университета Осаки представили катализатор на основе наночастиц фосфида никеля, нанесённого на гидроталькит (nano-Ni2P/HT), который превосходит традиционные аналоги по всем ключевым параметрам. Результаты опубликованы в журнале Green Chemistry.

Проблема существующих катализаторов

Сорбитол широко используется в пищевой, косметической и фармацевтической промышленности, что создаёт потребность в его устойчивом и экономичном производстве. Обычные никелевые катализаторы для гидрирования глюкозы в сорбитол:

  • Нестабильны на воздухе.
  • Требуют жёстких условий реакции.
  • Дорогие катализаторы на основе редких металлов, хоть и эффективнее, подвержены отравлению.

Преимущества нового катализатора nano-Ni2P/HT

  • Стабильность: Устойчив на воздухе.

  • Высокая активность и селективность: Обеспечивает выход D-сорбитола с чистотой более 99%.

  • Мягкие условия реакции:

    • Растворитель — вода.
    • Температура — всего 25°C (против 100–180°C в обычных процессах).
    • Давление водорода — всего 1 бар (против 50–150 бар).

  • Энергоэффективность: Мягкие условия снижают энергозатраты и операционные расходы.

  • Сравнительная эффективность: По словам автора исследования Шо Ямагучи, nano-Ni2P/HT превзошёл обычные никелевые аналоги по активности и выходу D-сорбитола, а также дал лучший выход, чем коммерческий катализатор из благородного металла.

  • Устойчивость и масштабируемость: Катализатор можно использовать повторно без потери эффективности. Реакция протекает при высокой концентрации глюкозы (50 мас.%), что демонстрирует потенциал для крупномасштабного применения.

Значение работы

Как отмечает автор-корреспондент Такато Мицудоме, постоянное совершенствование промышленных катализаторов необходимо для устойчивого и экологичного производства. Новый катализатор может внести важный вклад не только в производство D-сорбитола, но и в развитие других процессов для фармацевтической, пищевой и косметической отраслей.