Zilver is wel degelijk bruikbaar als katalysator voor de epoxidatie van propeen, mits je de deeltjes klein genoeg maakt. Drie atomen is een bruikbaar startformaat, zo melden onderzoekers van het Argonne-lab in de VS en het Duitse Fritz-Haber-Institut in het laatste nummer van Science.

Mocht het op industriële schaal ook werken, dan hebben de onderzoekers de Heilige Graal van de polyurethaan-industrie te pakken.

Propeenoxide is een van de essentiële grondstoffen voor die kunststof en de huidige productieprocessen zijn allemaal voor verbetering vatbaar. Het traditionele SMPO- of POSM-proces levert styreen op als slecht verkopend bijproduct. Het recente HPPO-proces van BASF en Dow vertoont dat nadeel niet maar werkt met waterstofperoxide, wat niet de meest prettige stof is om mee om te gaan.

Directe epoxidatie met moleculaire zuurstof en een zilverkatalysator is eerder uitgeprobeerd, maar bleek toen niet erg selectief te zijn. Je kreeg grote hoeveelheden CO2 als bijproduct.

De truc blijkt nu te zijn om het zilver te verkleinen tot het nano- of zelfs het sub-nano-gebied. Het artikel spreekt van clusters van Ag3, of iets grotere nanoclusters (diameter 3,5 nm) op een alumina-drager. De reacte verloopt dan bij lage temperatuur en de CO2-vorming is verwaarloosbaar klein.

Uit dichtheidsfunctionaalberekeningen valt een theoretische achtergrond voor het fenomeen af te leiden: de elektronenwolk van de geoxideerde zilvertrimeren is meer ‘open’ dan wanneer je met grotere stukken zilver werkt.

bron: Argonne National Laboratory

Onderwerpen