Assim como Cinderela se transformou de uma pobre adolescente em uma princesa magnífica com a ajuda de um pouco de magia, cientistas do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA transformaram um metal comum em um catalisador útil para uma ampla classe de reações, uma função anteriormente reservada para metais preciosos caros.

Em um novo estudo, O químico de Argonne Max Delferro impulsionou e analisou a atividade catalítica sem precedentes de um elemento chamado vanádio para hidrogenação - uma reação que é usada para fazer de tudo, desde óleos vegetais a produtos petroquímicos e vitaminas.

"Tipicamente, catalisar essas reações normalmente requer metais preciosos, como platina, paládio ou ródio, "Delferro disse.

Vanádio é o que os químicos chamam de metal de transição de primeira linha, que se refere ao seu lugar na tabela periódica. Como seus vizinhos titânio e cromo, o vanádio é muito mais abundante e barato do que os metais preciosos.

Infelizmente, a maior parte do vanádio por si só não funcionará no processo de hidrogenação. Para fazer o vanádio funcionar, era necessário um processo de três etapas. Primeiro, o vanádio tem que estar em seu estado de oxidação 3+, um estado muito reativo, mas instável. Segundo, o vanádio tinha que ser relativamente disperso na superfície - se os aglomerados de átomos de vanádio fossem muito grandes, eles deixariam de ser tão ativos. Último, os átomos de vanádio tinham que ser "coordenados de forma baixa", o que significa que haveria espaço eletrônico para as moléculas-alvo se ligarem.

"Colocar o vanádio de átomo único nesta configuração especial em superfícies de óxido de metal não é fácil, "Delferro disse." Requer o uso de técnicas sintéticas especiais, como química organometálica de superfície e deposição de camada atômica. Contudo, se pudermos fazer vanádio ou outro metal abundante tão cataliticamente ativo quanto os metais nobres, podemos criar economias de custo dramáticas nesses processos catalíticos muito comuns e comercialmente importantes. "

Quando Delferro e sua equipe criaram o vanádio nesta configuração, eles viram um aumento dramático na atividade catalítica.

Um artigo baseado no estudo, "Isolado, Organovanádio (III) bem definido em sílica:catalisador de sítio único para hidrogenação de alcenos e alcinos, "apareceu online em Comunicações Químicas em 9 de maio na edição especial, " ChemComm Investigadores emergentes de 2017 ".