Gli scienziati dell'Università di Cardiff hanno creato un metodo nuovo e semplice per creare catalizzatori a base di metalli preziosi e hanno dimostrato che l'oro rimane ancora il più stabile ed efficiente di tutti.

La catalisi è il processo di accelerazione delle reazioni chimiche per rendere i prodotti più economici, più pulito, più sicuro e sostenibile. Si stima che l'85 percento dei prodotti mondiali richieda un catalizzatore a un certo punto della loro produzione.

Sebbene l'oro sia noto per essere un materiale relativamente inerte, il lavoro avviato dal professor Graham Hutchings del Cardiff Catalysis Institute ha dimostrato che è in effetti un catalizzatore altamente efficiente in reazioni specifiche.

Una di queste reazioni è la produzione di cloruro di vinile monomero (VCM), l'ingrediente principale del PVC.

Grazie a questo lavoro pionieristico, il catalizzatore d'oro è stato ora commercializzato dalla principale azienda chimica Johnson Matthey ed è attualmente in produzione in un reattore appositamente costruito a Shanghai, Cina.

Le stime attuali suggeriscono che 20 milioni di tonnellate di cloruro di vinile potrebbero essere prodotte ogni anno utilizzando il catalizzatore d'oro.

Ma ancora più importante, il catalizzatore d'oro ha sostituito un catalizzatore di mercurio tossico che era stato precedentemente utilizzato per questa reazione, che non solo è estremamente dannoso per l'ambiente, ma è anche elencato come una minaccia per la salute umana dall'Organizzazione mondiale della sanità.

La convenzione di Minamata recentemente ratificata dall'OMS afferma che tutti i nuovi impianti VCM devono utilizzare catalizzatori privi di mercurio e nel prossimo futuro tutti gli impianti industriali esistenti devono passare ad alternative prive di mercurio.

In un nuovo studio, pubblicato oggi in Chimica della natura , il team ha sviluppato un nuovo metodo semplice per creare il catalizzatore d'oro utilizzando l'acetone come solvente come uno degli ingredienti chiave.

Il metodo ha portato alla creazione di cationi d'oro monodispersi sul catalizzatore e quindi l'oro è presente come un solo sito. Utilizzando tecniche di caratterizzazione avanzate, in collaborazione con il professor Kiely della Lehigh University negli Stati Uniti, questi cationi d'oro a sito singolo hanno dimostrato di essere le specie attive e sono anche molto stabili nelle condizioni di reazione

Inoltre, il nuovo metodo potrebbe essere utilizzato per produrre catalizzatori a base di altri metalli preziosi, compreso il platino, palladio e rutenio, che hanno anche mostrato risultati promettenti nella produzione di VCM e sono anche preparati come catalizzatori a sito singolo.

Però, rispetto all'oro per questa particolare reazione, i risultati hanno mostrato che l'oro è rimasto il catalizzatore più stabile e attivo.

Commentando i risultati, Il professor Graham Hutchings ha dichiarato:"La creazione di catalizzatori a sito singolo è stata a lungo un compito complicato; tuttavia, abbiamo proposto un metodo molto più semplice che crea questi singoli siti e può essere utilizzato per creare tutta una serie di altri catalizzatori.

"Speriamo che questo lavoro possa portare avanti il ​​nostro lavoro pionieristico nello sviluppo di catalizzatori per la produzione di VCM e quindi sradicare l'uso del mercurio che rappresenta una seria minaccia sia per l'ambiente che per la salute umana".