Nanometaliczne katalizatory Au, Ag, Pd, Pt synteza i zastosowania w reakcjach utleniania

Abstract

Jednym z nowych kierunków badań realizowanych w Zakładzie Chemii Organicznej Instytutu Chemii Uniwersytetu Śląskiego jest wykorzystanie nanokatalizatorów w reakcjach selektywnej syntezy organicznej. Celem niniejszej pracy jest opracowanie metody otrzymywania katalizatorów zawierających metale o wielkościach nanometrycznych, wyselekcjonowanie katalizatorów o wysokiej aktywności i selektywności w reakcjach utleniania oraz sprzęgania, jak również opracowanie warunków prowadzenia procesu utleniania dla wybranych związków modelowych, wraz z określeniem parametrów prowadzenia procesów utleniania na w/w katalizatorach. Celem pracy jest również badanie nanokatalizatorów złota na różnych nośnikach i optymalizacja warunków utleniania gliceryny oraz innych związków chemicznych, posiadających znaczenie przemysłowe. Badania zamieszczone w niniejszej pracy obejmują preparatykę katalizatorów zawierających metale (Au, Ag, Cu, Pd, Pt) o wielkościach nanometrycznych osadzone na amorficznym nośniku krzemionkowym, jak również otrzymywanie struktur nanometrycznych na różnych nośnikach nowo opracowaną metodą transferową oraz preparatykę katalizatorów bimetalicznych poprzez aglomerację struktur nanometalicznych. Badania koncentrują się również na możliwości wykorzystania otrzymanych katalizatorów zawierających nanozłoto w reakcjach utleniania zarówno związków polarnych (na przykładzie D-glukozy i gliceryny) jak i niepolamych (na przykładzie cykloheksenu). W przypadku katalizatorów zawierających nanopallad na miedzi elektrolitycznej oraz konglomeratu nanopallad-nanomiedź, badania skupiają się na wykorzystaniu takich układów w reakcjach sprzęgania Sonogashiry, gdzie wykazały one niespodziewanie wysoką aktywność. W części dotyczącej preparatyki katalizatorów zamieszczono zarówno próby laboratoryjne dotyczące preparatyki nośnika i osadzania na nim cząstek metali, jak i opisano przemysłowy proces otrzymywania podobnych struktur wdrożony przy moim współudziale w firmie POCH S.A. Wskazano na różnice i podobieństwa procesów prowadzonych w różnych skalach, uwidaczniając możliwości przeniesienia produkcji katalizatorów ze skali laboratoryjnej do skali przemysłowej.