Российские ученые разработали новые катализаторы на основе палладия
Исследователи создали новую серию высокоактивных и стабильных на воздухе катализаторов на основе палладия для синтеза полимеров с заданными свойствами, сообщает «Коммерсантъ». Разработка позволяет тонко управлять процессом полимеризации и получать материалы с высокой молекулярной массой, что востребовано в аэрокосмической отрасли и микроэлектронике. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Journal of Catalysis.
Как пояснили авторы исследования, в высокотехнологичных отраслях растет спрос на прозрачные полимеры, устойчивые к нагреванию и химическим воздействиям, такие как материалы на основе замещенных норборненов. Ключевым параметром, определяющим прочность и эластичность таких полимеров, является длина полимерной цепи. Однако существующие катализаторы для их получения, как правило, являются многокомпонентными системами, требующими сложных условий работы, включая отсутствие контакта с воздухом.
Сотрудники Института нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН совместно с коллегами из РУДН, ИНЭОС РАН и ФИЦ ПХФ и МХ РАН синтезировали 11 новых каталитических комплексов. Их ключевая особенность — объединение в одной молекуле палладия, фосфинового лиганда и N-гетероциклического карбенового лиганда. Карбеновый лиганд, формируя стабильную координационную сферу вокруг атома палладия, обеспечивает высокую селективность и устойчивость катализатора к атмосферному воздействию. Это существенно упрощает технологический процесс, делая его менее зависимым от дорогостоящего оборудования для работы в инертной атмосфере.
Ученые установили, что прочность связи между палладием и фосфорсодержащим лигандом является ключевым фактором, позволяющим управлять процессом полимеризации. Комплексы со слабой связью Pd-P обеспечивают высокую скорость реакции, тогда как прочная связь способствует формированию полимеров с максимальной молекулярной массой и улучшенными механическими свойствами. При этом новые катализаторы демонстрируют активность при температурах до 100°C, что расширяет технологические возможности по сравнению с рядом аналогов.
Как заявила руководитель проекта по гранту РНФ Евгения Бермешева, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник ИНХС РАН, в планах научного коллектива — детальное изучение механизма действия новых катализаторов. Эта работа направлена на совершенствование методов синтеза и создание новых материалов с заданными свойствами для применения в современных высокотехнологичных отраслях, включая аэрокосмическую и микроэлектронную промышленность.
Фото: Shutterstock.com
