پایان سلطه گرانقیمت پلاتین در صنعت پلاستیک

این کاتالیست انقلابی که CoS-۱ نام دارد، دو مزیت بزرگ دارد: اول، قیمت کبالت به مراتب کمتر از پلاتین است که هزینه تولید پروپیلن را به شدت کاهش می‌دهد. دوم و مهم‌تر، این کاتالیست به طرز چشمگیری دیرتر خراب می‌شود.

دلیل این استقامت فوق‌العاده هم کشف شده: محصول واکنش (پروپیلن) به راحتی از سطح کاتالیست جدا می‌شود و همین باعث می‌شود کاتالیست دیرتر مسدود شده و نیاز به توقف خط تولید برای تعویض یا احیاء آن بسیار کمتر شود. نتیجه نهایی این مهم تولید مستمرتر، کارآمدتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر پلاستیک است.
محققان به کاتالیستی ارزان‌قیمت از جنس کبالت دست یافته‌اند که نه تنها عملکردی رقابتی با بهترین کاتالیست‌های پلاتینی دارد، بلکه با استقامت خیره‌کننده‌اش، نوید تولید ارزان‌تر، بیشتر و پاک‌تر «پروپیلن» - ماده اولیه حیاتی پلاستیک‌های پرمصرف جهان - را می‌دهد.
این کاتالیست انقلابی که CoS-۱ نام دارد، دو مزیت بزرگ دارد: اول، قیمت کبالت به مراتب کمتر از پلاتین است که هزینه تولید پروپیلن را به شدت کاهش می‌دهد. دوم و مهم‌تر، این کاتالیست به طرز چشمگیری دیرتر خراب می‌شود.
دلیل این استقامت فوق‌العاده هم کشف شده، محصول واکنش (پروپیلن) به راحتی از سطح کاتالیست جدا می‌شود و همین باعث می‌شود کاتالیست دیرتر مسدود شده و نیاز به توقف خط تولید برای تعویض یا احیاء آن بسیار کمتر شود. نتیجه نهایی این مهم تولید مستمرتر، کارآمدتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر پلاستیک است.

پژوهشگران موفق به توسعه کاتالیستی جدید به نام «CoS-۱» بر پایه کبالت و سیلیکات شده‌اند که عملکردی برتر از کاتالیست‌های گران‌قیمت پلاتین-قلع (Pt۳Sn) در فرآیند حیاتی «دهدروژناسیون پروپان» نشان می‌دهد. این دستاورد بزرگ که در نشریه معتبر نیچر کاتالیسیس منتشر شده، نویدبخش تحولی اساسی در صنایع شیمیایی وابسته به این فرآیند است. 

 شبیه‌سازی‌های میکروکینتیکی نشان داد اگرچه سد انرژی (موانع) برای آغاز واکنش دهدروژناسیون در CoS-۱ پایین‌تر است، اما سرعت کلی واکنش در تبدیل‌های اولیه اندکی کمتر از Pt۳Sn است. 
دلیل این امر، کاهش غلظت پروپان در محل‌های فعال کبالت داخل کاتالیست است. این پدیده ناشی از «از دست رفتن آنتروپی» طی انتشار مولکول‌های پروپان در کانال‌های باریک زئولیت سازنده کاتالیست است. 
نقطه قوت برجسته CoS-۱، پایداری خارق‌العاده آن در کاربرد‌های طولانی‌مدت است. محققان ثابت کرده‌اند راز این پایداری، در مکانیسم «جذب غیرپیوندی»
(non-bonding adsorption) پروپیلن (محصول واکنش) درون ساختار زئولیت نهفته است. 
این نوع جذب ویژه، امکان «واجذب سریع» محصول پروپیلن را فراهم می‌کند. خروج سریع محصول از سطح کاتالیست، تشکیل کک (coke) را که عامل اصلی تخریب و از کار افتادن کاتالیست‌های رایج است، به شدت کاهش می‌دهد. 
این پژوهش به سرپرستی (هانگ ژو Hang Zhou) و تیم بزرگی از دانشمندان (از جمله فنگ-شو ژائو) انجام شده است. جایگزینی کاتالیست‌های مبتنی بر پلاتین با مواد ارزان‌قیمت‌تر و فراوان‌تری مانند کبالت، می‌تواند هزینه تولید پروپیلن (یکی از مهم‌ترین مواد اولیه صنایع پتروشیمی برای ساخت پلاستیک‌ها، الیاف و...) را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. پایداری بالای CoS-۱ نیز نیاز به توقف‌های مکرر فرآیند برای احیای کاتالیست را کم می‌کند که این امر بهره‌وری و سودآوری را بهبود می‌بخشد. 
پروفسور فنگ-شو ژائو Feng-Shou Xiao)) از سرپرستان این مطالعه، تأکید کرد: «طراحی CoS-۱ گامی بزرگ به سوی کاتالیست‌های نسل آینده برای دهدروژناسیون است. کارایی رقابتی، هزینه کمتر و پایداری استثنایی آن به‌ویژه در جلوگیری از کک‌شدن، پتانسیل بالایی برای کاربرد‌های صنعتی دارد.»