به لطف تحقیقی که پژوهشگران آمریکایی انجام داده‌اند، می‌توان سنتز سوخت‌های زیستی و استرها را به شکلی ارزان‌تر، کاراتر و سازگارتر با محیط زیست انجام داد.
سنتز آسان استرها با استفاده از نانوذرات طلا
به لطف تحقیقی که پژوهشگران آمریکایی انجام داده‌اند، می‌توان سنتز سوخت‌های زیستی
و استرها را به شکلی ارزان‌تر، کاراتر و سازگارتر با محیط زیست انجام داد. آنها
نشان داده‌اند که چگونه نانوذرات طلای روکش‌دهی شده با اکسیژن می‌تواند به صورت
انتخابی انواعی از الکل‌ها و آلدئیدها را اکسید کند.
اخیراً بار دیگر کاتالیز هتروژن با استفاده از طلا نظر محققان را به خود جلب کرده
است. دانشمندان علاقه خاصی به جایگزینی فناوری موجود اکسیداسیون الکل‌ها با یک
فرایند کاتالیستی دارند که بتواند مصرف انرژی را کاهش داده، انتخابگری را افزایش
داده و تولید آلاینده‌های زیستی را به کمترین مقدار برساند.
حال محققان آزمایشگاه سینتیا فرند در دانشگاه هاروارد در ماساچوست دریافته‌اند که
واکنش‌های جفت‌شدن اکسیدی آلدئیدها با الکل‌ها با استفاده از نانوذرات طلای پوشیده
شده با اکسیژن،کاملاً انتخابی بوده و می‌تواند در دماهای پایین اتفاق بیافتد. به
علاوه، بر خلاف تحقیقات قبلی روی کاتالیزورهای پایه‌دار (کاتالیزورهای نشانده شده
روی یک بستر) که در آن کاتالیزور موجب آغاز واکنش‌ها در فاز محلول می‌گردید، این
واکنش ها کاملاً در سطح کاتالیزور طلا صورت می‌گیرند.
فرند می‌گوید: «از این روش می‌توان برای انجام واکنش میان آلدئیدها و الکل‌های
مختلف استفاده کرده و استرهای مختلفی تولید کرد. این واکنش‌ها به صورت تمیز و کاملاً
انتخابی و در دمای نزدیک به دمای اتاق صورت می‌گیرند؛ در نتیجه امکان تولید آسان و
موثر استرها به وجود می‌آید».
استرها ترکیبات شیمیایی هستند که از واکنش میان یک اُکسواسید و یک ترکیب هیدروکسیلی
همچون الکل یا فنول به وجود می‌آیند. این محققان نشان داده‌اند که اکسیژن اتمی جذب
شده روی سطح طلا به عنوان یک باز برونشتد عمل کرده و می‌تواند پیوند O-H را در
متانول بشکند. سپس حد واسط متوکسی ایجاد شده به عنوان یک هسته‌دوست عمل کرده و به
مراکز دارای کمبود الکترون در آلدئیدها حمله می‌کند و در نتیجه متیل استرهای مختلفی
شکل می‌گیرند.
فرند توضیح می‌دهد: «در چنین سیستمی، دو نوع الکل مختلف برای واکنش با اکسیژنِ
جذب‌شده باهم رقابت می‌کنند. چالش اصلی کنترل تولید استر دلخواه از میان چهار استر
ممکن است».
فرند این روش را به‌عنوان روش جایگزین برای تولید استرهای با وزن مولکولی پایین
پیشنهاد می‌کند. او همچنین اشاره می‌کند که درک اکسیداسیون انتخابی الکل‌ها، به
فراوری سوخت‌های جایگزین ارتباط دارد.
با این حال مقیاس تولید با استفاده ازاین فرایند باید افزایش یابد. فرند توضیح
می‌دهد: «چالش‌های اصلی در این مسیر، کارایی رساندن اکسیژن اتمی به طلا، هزینه
بالای طلا در کاتالیزور، و پایداری کاتالیزور مبتنی بر طلا در شرایط عملیاتی است».
