Группа под руководством профессора Вольфганга Шуманна из Центра электрохимии в Бохуме и профессора Корины Андронеску из Университета Дуйсбург-Эссен вместе с австралийской командой во главе с профессором Джастином Гудингом и профессором Ричардом Тилли сообщили в Журнале Американского химического общества. 25 августа 2019 г.
«Перенос каскадных реакций ферментов на каталитически активные наночастицы может стать решающим шагом в разработке катализаторов», – говорит Вольфганг Шуманн.
Частица с двумя активными центрами
Ферменты имеют разные активные центры для каскадных реакций, которые специализируются на определенных стадиях реакции. Например, один фермент может производить сложный продукт из относительно простого исходного материала.
Чтобы подражать этой концепции, исследователи синтезировали частицу с серебряным ядром, окруженную пористым слоем меди. Серебряный сердечник служит первым активным центром, медный слой – вторым. Промежуточные продукты, образующиеся в серебряном ядре, затем вступают в реакцию в слое меди с образованием более сложных молекул, которые в конечном итоге покидают частицу.
В настоящей работе немецко-австралийская команда показала, что электрохимическое восстановление диоксида углерода может происходить с помощью нанозимов. Несколько этапов реакции на серебряном ядре и медной оболочке превращают исходный материал в этанол или пропанол.
«Есть также другие наночастицы, которые могут производить эти продукты из CO2 без каскадного принципа», – говорит Вольфганг Шуманн. "Однако они требуют значительно больше энергии."
Теперь исследователи хотят продолжить разработку концепции каскадной реакции в наночастицах, чтобы иметь возможность выборочно производить еще более ценные продукты, такие как этилен или бутанол.