南乌拉尔国立大学的科学家们率先在俄罗斯研制出一种全新的复合材料,该材料能够在普通日光照射下将廉价的有机化合物转化为具有商业价值的产品。相关研究成果发表在《催化通讯》(Catalysis Letters)期刊上。
这项技术将使药品成分和聚合物的生产更加安全、工艺流程更简短,并减少对进口的依赖。
研究人员开发了一种创新型光催化剂——一种在光照下能加速化学反应的物质。与用于空气或水净化等领域的现有光催化剂不同,这种新型光催化剂旨在用于选择性合成有机化合物。
南乌拉尔国立大学纳米技术研究中心高级研究员米哈伊尔·戈洛文表示:“在我们的实验中,我们从苯甲醇中获得了苯甲醛。苯甲醛的成本是苯甲醇的10倍,而工业上通常使用氯气来合成苯甲醛。氯气是一种剧毒气体,储存困难。世界各国都在努力逐步淘汰氯气,因此科学家需要找到生产这些必需物质的新方法。苯甲醛在制药和聚合物行业中应用广泛。”
南乌拉尔国立大学开发的这种复合光催化剂有望用于生产各种有机化合物。该技术的主要优势在于其环保性。整个过程只需一步,在室温和常压下进行,主要能量来源是太阳光。这避免了传统方法中通常需要的高温、高压和使用有毒试剂等问题。
该复合光催化剂的创新之处在于其独特的复合结构,它结合了有机聚合物(聚三嗪酰胺)和氧化铁。科学家们认为,这两种成分的协同作用产生的效果远大于它们各自特性的简单相加。用于制备该催化剂的所有原材料均可在俄罗斯本地采购,价格低廉。切尔雅宾斯克的研究人员不仅开发了一种新的催化剂,更为俄罗斯化学工业提供了一种更环保的替代方案。
这项技术可应用于两个关键行业:制药行业(用于生产药物成分和辅料,例如胶囊)和化学工业(用于合成增塑剂和其他用于生产聚合物材料的物质)。
这为关键原材料的国产替代和简化生产流程奠定了基础。该方法已经在实验室条件下进行了测试。科学家指出,这项技术具有可扩展性,但将其应用于工业生产还需要对设备进行相应的改造。
这项研究与国家“新材料与化学”项目的目标和宗旨相符。