รูทีเนียมรีไซเคิล _ ข้อดีและความท้าทายของตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมในด้านตัวเร่งปฏิกิริยา

การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาทำให้เกิดการปฏิวัติในหลายอุตสาหกรรมตั้งแต่ปิโตรเคมีและเภสัชกรรมไปจนถึงเคมีภัณฑ์และวัสดุศาสตร์ ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นสารที่เร่งปฏิกิริยาทางเคมีโดยไม่ต้องบริโภคและโดยทั่วไปจะทำโดยการลดพลังงานกระตุ้นที่จำเป็นสำหรับการเกิดปฏิกิริยา หนึ่งในตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีแนวโน้มมากที่สุดและหลากหลายที่สุดคือตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมซึ่งได้รับความสนใจอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเนื่องจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมและโอกาสในการใช้งาน

รูทีเนียมเป็นโลหะแพลทินัม (PGMS) และยังรวมถึงแพลทินัม, พาลาเดียม, โรเดียม, อิริเดียมและเอียม เนื่องจากโครงสร้างอิเล็กตรอนและอิเล็กตรอน d-orbital โลหะเหล่านี้มีคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพที่คล้ายคลึงกันเช่นจุดหลอมเหลวความหนาแน่นและกิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาสูง รูทีเนียมเป็นโลหะที่หายากและมีราคาแพงโดยมีผลผลิตทั่วโลกประมาณ 40 ตันต่อปีส่วนใหญ่มาจากแอฟริกาใต้และรัสเซีย อย่างไรก็ตามคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของมันพิสูจน์ให้เห็นว่ามันสามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาและกระบวนการต่างๆ

ข้อดีของตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียม:

1, หนึ่งในข้อได้เปรียบหลักของตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมคือการเลือกปฏิกิริยาและผลิตภัณฑ์ที่เฉพาะเจาะจง รูทีเนียมมีสถานะออกซิเดชันตั้งแต่ -2 ถึง +8 ซึ่งช่วยให้สามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาประเภทต่างๆเช่น hydrogenation, dehydrogenation, oxidation, reduction และ coupling นอกจากนี้ตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมมักจะแยกแยะกลุ่มงานที่แตกต่างกันและสารตั้งต้นเพื่อให้ได้ผลผลิตสูงและมีความบริสุทธิ์สูงผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ ตัวอย่างเช่นในปฏิกิริยาไฮโดรเจนของโอเลฟินส์หรืออะโรเมติกส์ตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมมีแนวโน้มที่จะเป็น cis หรือทรานส์ไอโซเมอร์ขึ้นอยู่กับแกนด์และเงื่อนไขที่เกี่ยวข้อง ในทำนองเดียวกันในการเชื่อมต่อข้าม aryl halide กับโลหะอินทรีย์ตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมสามารถส่งเสริมการก่อตัวของพันธะ CC หรือ CN ขึ้นอยู่กับการเลือกแกนด์และตัวทำละลาย

2, ข้อดีอีกประการหนึ่งของตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมคือความทนทานต่อกลุ่มการทำงานต่างๆและอะตอม heterotic ซึ่งแตกต่างจากตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะการเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ เช่นแพลเลเดียมหรือนิกเกิลสามารถยับยั้งหรือปิดการใช้งานโดยกลุ่มบางอย่างเช่นกรด, เอมีนหรือกำมะถัน, ตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมมักจะทำงานในการปรากฏตัวของกลุ่มเหล่านี้, ซึ่งเป็นประโยชน์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการตอบสนองที่ซับซ้อนหรือหลายขั้นตอน. ตัวอย่างเช่น, ตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ, ยาและสารเคมีเกษตรที่มีการปรากฏตัวของกลุ่มงานทั่วไปเช่นเอสเทอร์, เอไมด์, halide หรือ heterocycles ในบางกรณีตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมสามารถส่งเสริมการแตกหักเลือกของพันธะบางอย่างทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่ผิดปกติหรือไม่คาดคิด

3, ข้อได้เปรียบที่สามของตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมคือความเก่งกาจในการออกแบบแกนด์และวิธีการจัดตำแหน่ง รูทีเนียมสามารถรองรับแกนด์ได้หลากหลายตั้งแต่แกนด์เดี่ยวหรือสองฟันเช่น phosphine หรือ N-heterocyclic carbine ไปจนถึงแกนด์ที่ซับซ้อนหรือ chiral เช่นกรดอะมิโน biphenyl หรือ chiral แกนด์เหล่านี้สามารถควบคุมคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์เชิงพื้นที่และพลวัตของตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งจะช่วยเพิ่มกิจกรรมการคัดเลือก enanthate หรือเสถียรภาพ นอกจากนี้รูทีเนียมสามารถสร้างรูปแบบการจัดตำแหน่งต่างๆเช่น η 1、 η 2、 η 3、 η 4 หรือ η 5 ขึ้นอยู่กับจำนวนและชนิดของแกนด์ที่เชื่อมต่อกับศูนย์กลางของโลหะ ความหลากหลายของรูปแบบการจัดตำแหน่งนี้สามารถนำไปสู่การเกิดปฏิกิริยาที่แตกต่างกันและการกระจายการคัดเลือกขึ้นอยู่กับลักษณะของปฏิกิริยาและสารตั้งต้น

4, ตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมมีช่วงกว้างของการประยุกต์ใช้ ฟิลด์ที่เกี่ยวข้องและกระบวนการ ตัวอย่างเช่นตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมถูกนำมาใช้ในการผลิตสารเคมีและโพลิเมอร์ที่ดีเช่นไนลอนโพลีเอสเตอร์หรือโพลีเอทิลีน Phenylhydrocyclohexane เป็นหนึ่งในปฏิกิริยาที่สำคัญในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีและตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมแสดงกิจกรรมและการเลือกสรรสูงเมื่อเทียบกับ PGM อื่น ๆ หรือไม่ใช่ PGMS ตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมยังใช้ในการสังเคราะห์โมเลกุลที่ใช้งานทางชีวภาพเช่นยา, ตัวแทนภาพหรือตัวเร่งปฏิกิริยาตัวเอง. G Ruthenium BS และ Hoveyda G Ruthenium BS ตัวเร่งปฏิกิริยา Ruthenium เป็นตัวอย่างที่มีชื่อเสียงที่สุดของพวกเขาเพราะพวกเขาส่งเสริมการพัฒนาของปฏิกิริยา dismutation โอเลฟินส์ซึ่งเป็นวิธีการสังเคราะห์ทางเคมีที่หลากหลายและมีประสิทธิภาพ

5, ตัวอย่างอื่น ๆ ของปฏิกิริยา ruthenium ตัวเร่งปฏิกิริยา ได้แก่ การถ่ายโอน hydrogenation ของคีโตนและ aldehyde, dehydrogenation ของแอลกอฮอล์และเอมีน, cyclooxidation ของโอเลฟินส์, ออกซิเดชันของแอลกอฮอล์และการลดอะมิโนของสารประกอบ carbonyl การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมยังขยายไปยังพลังงานทดแทนและการพัฒนาอย่างยั่งยืนเนื่องจากพวกเขาสามารถส่งเสริมการแปลงชีวมวลคาร์บอนไดออกไซด์และวัตถุดิบทดแทนอื่น ๆ เป็นสารเคมีและเชื้อเพลิงที่มีคุณค่า ตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมแสดงให้เห็นถึงโอกาสในการใช้งานที่ดีในคาร์บอนไดออกไซด์ hydroformate, คาร์บอนไดออกไซด์ลดแสงสังเคราะห์เมทานอล, lignin depolymerization เป็นสารประกอบอะโรมาติกและอื่น ๆ

ความท้าทายของตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมในด้านตัวเร่งปฏิกิริยา:

ในขณะที่ข้อดีของตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมมีมากมาย, มีความท้าทายและข้อ จำกัด ในการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียม. หนึ่งในปัญหาหลักคือค่าใช้จ่ายและการเข้าถึงรูทีเนียมซึ่งอาจส่งผลต่อความสามารถในการปรับขนาดและความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจของปฏิกิริยาบางอย่าง ดังนั้นจึงมีความพยายามที่จะพัฒนาวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและยั่งยืนมากขึ้นในการสังเคราะห์และการกู้คืนตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมเช่นการใช้แกนด์ที่ถูกกว่าหรือการแก้ไขตัวเร่งปฏิกิริยากับผู้ให้บริการของแข็ง ความท้าทายอีกประการหนึ่งคือความเป็นพิษและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของ ruthenium complex บางชนิดซึ่งอาจมีความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์และระบบนิเวศ ดังนั้นเมื่อออกแบบและเลือกตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมควรพิจารณาการกระจายความเป็นพิษและผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อสิ่งแวดล้อม

การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมแสดงถึงพื้นที่ที่มีแนวโน้มและน่าตื่นเต้นในด้านตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมมีการเลือกสรรความทนทานและความเก่งกาจที่สำคัญเหมาะสำหรับการตอบสนองและการใช้งานที่หลากหลายเช่นสารเคมีที่ดีโมเลกุลที่ใช้งานทางชีวภาพพลังงานทดแทนและการพัฒนาอย่างยั่งยืน การพัฒนาวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและยั่งยืนในการสังเคราะห์และการกู้คืนตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียมเช่นเดียวกับการประเมินความเป็นพิษและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจะมีความสำคัญต่อการพัฒนาและการยอมรับของพวกเขาในอุตสาหกรรมต่างๆ

" การรีไซเคิลโลหะมีค่าของ Dingfeng ประกอบด้วยทองคำเงินแพลเลเดียมโรเดียมแพลทินัมเจอร์เมเนียมอิริเดียมรูทีเนียมและโลหะมีค่าอื่น ๆ ซึ่งเป็นธุรกิจของเราในการรีไซเคิลโลหะมีค่า หากคุณมีทองคำเงินแพลเลเดียมโรเดียมแพลทินัมเจอร์เมเนียมอิริเดียมรูทีเนียมและโลหะมีค่าอื่น ๆ ที่ต้องรีไซเคิลติดต่อเราเราจะให้ราคาที่น่าพอใจ & quot;