加州理工学院的研究人员开发了一种铂钯基催化剂，用于生产一种广泛使用的化学原料，而不需要生产通常所需的有毒物质。 

在《科学》杂志上发表的一篇论文中，研究人员解释说，他们研究的化学原料环氧丙烷是一种有机化合物，用于各种应用，包括制造泡沫、塑料、防冻剂以及消毒杀菌。传统上，环氧丙烷是通过丙烯与次氯酸或过氧化氢反应生产的。 

问题是，当使用次氯酸时，通常会有一种氯化物副产品排放到环境中，这导致使用次氯酸工艺的工厂获得的许可证减少。 

为了应对这种情况，一些行业已经转向基于过氧化物的工艺。这里的问题是，当过氧化氢与有机化合物接触时，爆炸的危险迫在眉睫。 

鉴于这种情况，加州理工学院集团决定开发一种安全的环氧丙烷生产方法，该方法不会产生环境排放或碳足迹大。 H2O救援 该团队首先寻找一种能够利用水分子中的氧原子生产环氧丙烷的催化剂。

唯一的副产品是氢气，它可以用作燃料或制造其他化学品。 首席研究员Karthish Manthiram在一份媒体声明中说：“整个前提是水是安全的。”。

“它不存在本质安全隐患，而且这个过程中也没有对环境有害的副产品。相反，你正在生产氢气，这是我们未来需要更多生产的东西。这就是我们开始的地方。” 

该小组缩小了对两种催化剂的关注范围：氧化铂和氧化钯。两人都做出了团队想要的反应，但还不够好，不足以发挥作用。氧化铂以很高的速率生产环氧丙烷，但很混乱，产生了许多不需要的副产物。相比之下，氧化钯生产环氧丙烷的副产物较少，但速度较慢。 

该论文的主要作者钟敏菊（Minju Chung）说：“把两者结合起来实际上解决了问题。”。“然后我们花了很多时间来理解为什么这种混合物效果更好。这不是一个简单的解释。” 利用X射线吸收光谱，科学家们确定，在氧化铂和氧化钯的混合物中，铂的存在状态使其成为更有效的催化剂。 Manthiram说：“事实证明，从氧化铂到氧化钯最显著的影响之一是，你可以将铂稳定在更高的氧化态。”。 

“当处于更高的氧化态时，附着在铂上的氧被更多地剥夺了电子，使其与富含电子的丙烯更具反应性。我们通过一系列实验看到，稳定处于更高氧化态的铂会显著提高丙烯环氧化的速率和效率。” 使用这种新型催化剂，环氧丙烷的生产速度比以前提高了10倍，效率提高了13%。 Manthiram指出，未来的研究将侧重于测试催化剂，看看如何将其从实验室设备带入工业环境。

这将需要进行分析，检查催化剂在降解前能持续多久，在更大范围内表现如何，以及开发一种在生产过程中从系统中去除环氧丙烷的方法。

来源：https://europe.autonews.com

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