واکنش فیشر – تروپش آبی با نانوکاتالیست روتنیوم

شیمی‌دانان چینی برای اولین بار واکنش فیشر– تروپش(FT) را در آب انجام داده‌اند.
این واکنش آبی یک روش سبزتر و تمیزتر را برای سوخت‌های هیدروکربنی فراهم می‌کند.
فیشر– تروپش با هیدروژناسیون مونواکسیدکربن روی یک کاتالیست فلزی ـ که معمولاً آهن
یا کبالت است ـ هیدروکربن‌های زنجیر کوتاه تولید می‌کند. این کاتالیست معمولاً برای
بهینه‌ کردن فعالیتش روی پایه دی اکسید سیلیکون یا کربن قرار داده می‌شود.

هم‌اکنون، یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه پکینگ (PKU) چین، با استفاده از نانوخوشه‌های
دو نانومتری روتنیوم که به‌وسیله PVP(یک پلیمر محلول در آب) پایدار شده‌اند، یک روش
کاتالیزوری متفاوت برای این واکنش در آب به کار برده‌است. این کاتالیست که روی پایه‌ای
قرار داده نشده‌است، نسبت به کاتالیست‌های مرسوم فعالیت بیشتری دارد، بنابراین این
واکنش به‌خوبی در دمای پایین انجام می‌شود.
این محققان یک افزایش ۳۵ برابری را در فعالیت این کاتالیست نسبت به کاتالیست‌هایی
که روی پایه قرار داده می‌شوند، در دمای عملیاتی استاندارد ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد
مشاهده کردند، همچنین در دمای صد درجه سانتی‌گراد یک افزایش ۱۶ برابری را مشاهده
کردند. محصول هیدروکربنی این واکنش با آب نیز مخلوط نمی‌شود، بنابراین سوخت حاصل به‌وسیله
کاتالیست موجود در آب، آلوده نمی‌شود. همه این نکاتی که گفته شد برای یک واکنش سبز
کلیدی هستند. واکنش سبز یک نگرانی مهم در شیمی سنتزی است، به‌ویژه در اینجا که این
محصول یک جایگزین بالقوه برای نفت خام است.
کویوآن، استاد مرکز شیمی سبز دانشگاه پکینگ و یکی از این محققان، گفت: «سنتز فیشر–
تروپش کلاسیک شد و مفهوم آن به‌طور گسترده به‌عنوان موفقیت(شامل مزیت‌ها و معایبش)
پذیرفته شده‌است. ما این فرایند ۸۰ ساله را به‌دلیل کاتالیست خیلی قدیمی و عملیات
پیچیده‌اش برای سال‌ها مورد انتقاد قرار داده‌ایم».
طبق گفته کو، این کار همچنین سؤالاتی را در مورد مفاهیم و باورهای رایج درباره
کاتالیست‌هایی که روی پایه قرار داده می‌شوند، ایجاد می‌کند. او گفت: «این نتایج بر
این دلالت دارد که شاید عملکردهای پایه‌ها در جامعه کاتالیستی کنونی بد تفسیر شده‌است».

در تفسیر این یافته‌ها، پیتر میتلیس، استاد شیمی در دانشگاه شفیلد، گفت: «اگر
نتایجی که در این کار تحقیقاتی شرح داده شده‌است، بتواند به‌وسیله دیگر محققان نیز
تکرار شود، آن نتایج یک پیشرفت هیجان‌آور و جالب توجه را ارائه می‌دهند. از نظر
اقتصادی روشن است که روتنیوم برای استفاده در مقیاس صنعتی خیلی گران است؛ بنابراین
آنها باید نشان‌ دهند که می‌توانند این کار را با آهن، کاتالیست فیشر– تروپش مرسوم
خیلی ارزان‌تر، نیز انجام دهند».
این محققان نتایج کار خود را تحت عنوان «تولید فیشر– تروپش فاز آبی با یک کاتالیست
نانوخوشه‌ای روتنیوم» در مجله Angewandte Chemie International Edition منتشر کرده‌اند.