p Adicionar chumbo e cálcio a um catalisador industrial melhora drasticamente sua capacidade de suportar a produção de propileno em temperaturas muito altas, tornando-o estável e ativo por um mês. p Os cientistas da Universidade de Hokkaido desenvolveram um catalisador para a produção de propileno que é altamente estável, mesmo a 600 graus C. Eles relataram seu conceito de design e descobertas no jornal Angewandte Chemie International Edition .

p O propeno é uma matéria-prima altamente desejada e um alicerce para uma grande variedade de produtos, inclusive em têxteis, plásticos e eletrônicos. Originalmente, foi produzido como um subproduto da quebra de hidrocarbonetos saturados em um processo chamado steam cracking. Contudo, este processo não fornece mais as quantidades necessárias para a indústria.

p Mais recentemente, a indústria vem produzindo propeno a partir do gás de xisto. O gás de xisto contém uma grande quantidade de metano, e menores quantidades de etano e propano. O propileno pode ser produzido a partir do propano removendo-se dois átomos de hidrogênio por meio de um processo denominado desidrogenação do propano. Este processo requer temperaturas muito altas, cerca de 600 graus C. A platina é amplamente utilizada como um catalisador na desidrogenação de propano, pois é muito bom em separar átomos de hidrogênio do carbono. Mas é rapidamente desativado por reações colaterais que ocorrem em altas temperaturas.

p O professor associado Shinya Furukawa liderou uma equipe de cientistas do Instituto de Catálise da Universidade de Hokkaido para melhorar os catalisadores de platina atualmente disponíveis. Especificamente, eles trabalharam com um catalisador de platina que é ligado a gálio, um dos vários metais inativos que podem ajudar a reduzir as reações colaterais indesejadas que desativam o catalisador em altas temperaturas, separando os átomos de platina uns dos outros. Contudo, a separação dos átomos de platina do gálio não está completa.

p Furukawa e seus colegas adicionaram átomos de chumbo às nanopartículas de platina-gálio colocadas em uma base de óxido de silício. Os átomos de chumbo se ligam à superfície das nanopartículas onde quer que três átomos de platina ocorram juntos. Isso bloqueia as reações colaterais que ocorrem nos locais dos átomos de platina agregados, deixando átomos individuais para fazer o trabalho de desidrogenação.

p A equipe melhorou ainda mais o catalisador depositando íons de cálcio em sua base de óxido de silício. Os íons de cálcio doam elétrons para as nanopartículas de platina-gálio, melhorando sua estabilidade.

p "Nosso catalisador de platina-gálio 'duplamente decorado' teve uma estabilidade significativamente superior de um mês a 600 graus C, em comparação com outros catalisadores de desidrogenação de propano relatados, que são desativados dentro de alguns dias, "diz Furukawa.

p Os pesquisadores testaram aditivos e bases diferentes de íons de cálcio e óxido de silício, respectivamente, mas nenhum tinha a capacidade catalítica e estabilidade superiores do catalisador de platina-gálio duplamente decorado.

p "Nosso conceito de design de catalisador abre caminho para melhorar o desempenho catalítico de intermetálicos na desidrogenação de hidrocarbonetos saturados, "diz Furukawa.