許多熟悉的東西從塑料擠壓瓶到戶外家具。基於2021年丙烷轉化為丙烯的工藝，有一項研究 科學 它表明化學家可以使用耦合納米級催化劑將這種轉化的多個步驟結合到一個反應中。這是一種提高產量並降低成本的方法。然而，潛在的原子活動仍不清楚。這使得該策略很難適應其他重要的行業反應。
新算法揭示隱藏的原子行為
羅徹斯特大學的研究人員創建了一種算法，可以識別控制納米級催化劑將丙烷轉化為丙烯時發生的複雜化學反應的原子特徵。他們的研究發表在 美國化學會雜誌探索這些詳細的交互。由於內容涉及多個狀態之間的轉換，這一事實使情況變得更加複雜。
“催化位點發生的事情有很多不同的可能性。因此，我們需要一種算法方法來篩選多種可用的可能性，並專注於最重要的可能性，”化學工程與可持續發展系助理教授 Siddharth Deshpande 說。 “我們改進了算法，並用它們對引起這種非常複雜反應的金屬和氧化物相進行了詳細分析。”
意外的氧化物行為和催化劑穩定性
Deshpande 和化學工程博士生 Snehitha Srirangam 在調查過程中發現了一些意想不到的模式。他們發現反應中往往會在它們周圍形成氧化物。使用高度選擇性的方法找到有缺陷的金屬。這一特性對於保持催化劑的穩定性起著重要作用。儘管氧化物可以以各種化學成分出現，但氧化物仍然存在。一致地定位有缺陷的金屬。
工業化學具有更廣闊的潛力
Deshpande 表示，這些發現以及用於獲得它們的算法工具可以幫助研究人員研究其他反應的原子結構。這包括甲醇的合成，甲醇用於從油漆到燃料電池的產品中。隨著時間的推移，他相信這種洞察力可以指導公司。同時，它減少了對幾十年來主導該行業的試錯方法的依賴。
“我們的方法很廣泛，可以打開理解各種過程的大門，其中許多過程幾十年來一直是個謎，”德什潘德說。 “我們知道這些過程是有效的。而且我們生產了很多這些化學品。但我們仍然有很多東西需要了解它們為何有效。”
