Создана основа для кобальтовых катализаторов с рекордным числом электронов

Японские химики разработали основу для органометаллического катализатора на базе кобальта, способную запасать в себе рекордно высокое число электронов по сравнению с уже существующими аналогами. Создание этого материала позволит повысить эффективность кобальтовых катализаторов, сообщила пресс-служба Окинавского института науки и технологий (OIST). Статья с описанием исследования вышла во вторник в журнале Nature Communications.

"Органометаллические катализаторы на базе кобальта крайне редко содержат больше 18 электронов, так как из-за этого химические связи внутри них начинают удлиняться и менять структуру. Мы смогли добавить два электрона к уже созданному нами катализатору на базе 19 электронов. Большинство коллег считало, что это невозможно, однако созданное нами соединение является стабильным и в жидкой, и в твердой форме", - заявил научный сотрудник OIST Сатоси Такебаяси, чьи слова приводит пресс-служба института.

Как объясняют исследователи, для повышения активности кобальта в катализаторах его атомы "упаковывают" в специальные органические структуры, которые химики называют кобальтоценами. Они представляют собой наборы из ароматических органических молекул, между которыми спрятан ион кобальта. Электроны этих молекул играют важную часть в ускорении химических реакций под действием кобальта, что заставляет ученых максимизировать их число.

Такебаяси и его коллеги смогли увеличить число этих частиц в молекулах кобальтоценов до рекордной отметки в 21 электрон в ходе опытов с созданной ими органической "упаковкой" для кобальта, похожей по форме на своеобразные клещи. Она состоит из трех соединенных друг с другом кольцеобразных молекул ароматических углеводородов, одна из которых содержит в себе атом азота.

Ученым удалось подобрать такую структуру этих миниатюрных "клещей", при которой с ионом кобальта могут взаимодействовать более двух десятков носителей заряда и при этом окружающая его оболочка сохраняет стабильность в очень широком диапазоне условий. Как показали последующие опыты, новый кобальтоцен стабилен и в жидкой, и в твердой среде на протяжении длительного времени. Это делает его перспективной основой для создания нового поколения кобальтовых катализаторов, подытожили ученые.

О кобальте

Кобальт представляет собой достаточно редкий на Земле металл, который активно используется при изготовлении различных сплавов и при легировании стали, а также для создания различных катализаторов и реагентов, применяемых при изготовлении литий-ионных аккумуляторов, а также в производстве полимеров и в других областях науки и промышленности.