Награда по катализу американского химического общества
Американское химическое общество (ACS) объявило
об учреждении новой награды: это премия Американского
химического общества за творческие исследования по
гомогенному и гетерогенному катализу. Наградой,
включающей в себя сертификат и 5000 USD, отмечаются
выдающиеся теоретические и экспериментальные исследования и разработки в любой области катализа.
Впервые такая премии будет присуждаться в 1999 году.
Марк Бэрто - лауреат Международной награды по катализу1998 года
Международная Ассоциация каталитических обществ
(IACS) объявила профессора Марка Барто из Университета
Делавэра первым лауреатом Международной награды по
катализу. Награда будет вручена проф. Барто на 12-м
Международном Конгрессе по катализу, который состоится
в 2000 году в Гренаде, Испания; проф. Барто выступит на
Конгрессе с лекцией.
Проф. М. Барто, имеющий звание Профессора Роберт
Л. Пигфорд по прикладной химии в Университете
Делавзра, неоднократно награждался, в том числе в 1995
году он получил премию Ипатьева (Американское химическое общество), в 1993 году - канадскую награду за лекции по катализу, награду Поля Х. Эммета 1993 года в области
фундаментального катализа, в 1991 году - награду Аллана
П. Колберна (Американский Институт прикладной химии),
в 1988 и 1989 годах - награды за инноваации (Корпорация
Юнион Карбайд}, и в 1988 году - лекторство Эрнеста У.
Тиля в Университете Нотр Дам. Недавно проф. Барто был
назначен Директором Центра каталитической науки и
технологии в своем Университете; он входит в
редакционные советы журналов "Catalysis Letters", "Topics
in Catalysis", "Critical Reviews in Surface Chemistry",
"Industrial Catalysis News", а также является заместителем
редактора журнала "Topics in Chemical Engineering".
Международная награда по катализу спонсируется
Международной Ассоциацией каталитических обществ.
Она присуждается каждые четыре года в четные годы
между двумя Международными Конгрессами по катализу.
Она включает в себя удостоверение и денежное
вознаграждение, равное десятикратному регистрационнаму
взносу на 12-й Международный Конгресс по катализу.
Назначение этой награды - отметить и поддержать личный
вклад молодого ученого в область применения катализа,
заключающийся в открытии или значительном усовершенствовании каталитического процесса, или
существенный
вклад в понимание каталитических явлений.
Соморджэи и Эртл получили премию Вулфа 1998 года по химии
Комитет по премиям в области химии Фонда Вулфа
единогласно принял решение о присуждении премии 1998
года совместно профессору Герхарду Эртлу (Институт
Фритца Хабера, Центр Макса Планка, Берлин, Германия),
и профессору Габору А. Соморджаи (Калифорнийский
Университет, лаборатория Лоуренса, Беркли, Калифорния,
США), "за их выдающийся вклад в науку о поверхности в
целом, а также за выяснение фундаментальных механизмов
гетерогенных каталитических реакций на отдельных
поверхностях кристаллов в частности."
"Герхард Эртл (родился в 193б году в Германии) и
Габор А. Соморджаи (родился в 1935 году в Венгрии)
заложили основы наших нынешних концептуальных
представлений о процессах химического изменения в
молекулах, адсорбированных на отдельных металлических
поверхностях кристаллов; их работа открыла новые
перспективы в нашем понимании гетерогенного катализа.
Они разработали и применили новые сложные аналитические средства для определения молекулярной
структуры
на металлических поверхностях и атомной структуры самих
металлов. Эти средства позволили им охарактеризовать
изменения структуры поверхности, которые могут сопровождать молекулярную адсорбцию, и соотнести
каталитичскую активность с характером структуры поверхности."
NANOSCALE ARCHITECTURE IN SYNTHETIC COMPOSITE
Using microscopic self-assernbly processes, nature often
weaves dissimilar materials - each with ordinary properties -
into composite materials that have remarkable characteristics.
Brittle са1cium phosphate and jellylike collagen, for instance,
combine to form rugged, lightweight bone. Shell, dentin, and
tendon are similarly constructed.
If chemists could operate at nature's levei of sophistication,
they could ргераге unique materials with customized properties
by integrating synthetic materials with special chemical or physical properties. Now, а method for synthesizing
polymer-based
composites has been shown to produce highly ordered rnaterials
with nanometer-sca1e architecture. The technique combines
liquid-crystal self-assembly and polymer chemistry
[J. AM.Chem. Soc., 119, 4О92 (1997)].
Douglas L.Gin, assistant professor of chemistry at the University of California, Berkeley, and coworkers there have
developed а process by which а self-organizing liquid-crystal system,
composed of liquid-crystal monomers in an organic phase and а
conducting polymer precursor in an aqueous phase, can be роlymerized into а fixed structure that resembles an
ordered аггау
of conduits filled with wires. The conduits are formed from а
polyacrylate network and the wires are composed of the conducting polymer poly(p-phenylenevinylene) (PPV). The
composite's photoluminescence is strongly enhanced relstive to the
pure components.
"А regular micelle," Gin says, "is а spherieal aggregate агranged with hydrophobic tails pointing inward and ionic,
hydrophilic heads pointing outward. Our water-deficient system rеsembles an inverse micelle." The ionic head groups
gather around droplets of aqueous solution, and the hydrocarbon tails
point outward. The molecules self-assemble forming an inverse
hexagonal array of hydrophilic tubes, about 4 nm in diameter,
each filled with PPV ргеcursor solution.
Although the structure of the liquid-crystal phase is verified
by microscopy and Х-гау methods, Gin stresses that the material is not crysta11ine. It flows and the component
molecules ехchange places. The architecture must be locked in place, he
notes, to control the properties of the product material. Ву
photopolymerizing the hydrophilic xhannels, the researchers do
just that. In the final step, Gin and coworkers heat the polymer
- thereby converting the PPV precursor to PPV. The result is а
polymer-based nanocomposite consisting of hexagonally ordered
tubes threaded with strands of PPV.
This work demonstrates that templated syntheses provide
the ability to manipulate the properties of the product using
nanoscale confinement.
Gin's group is currently looking for other materials with
which to fill the organic matrix. Precursor solutions to other organic and inorganic materials have been observed to
form the inverse hexagonal phase with the aciylate monomer. The next
step is to deterrnine whether the new nanocomposites can be
made to electroluminesce - an important step toward electronic device application.
J. Chem. & Engin., N19, 1997.
А new material composed of mesoporous silica coated with
functionalized monolayers demonstrates а remarkable ability to
sop up heavy metals from contaminated water, making it а
promising tool for environmental cleanup.
When mesoporous silica - which is riddled with pores а few
nanometers wide, creating а huge surface агeа on the order of
1,500 sq meters per g - was first synthesized more than five
years ago, scientists expected а proliferation of applications
based on its unique properties.
Functionalized monolayers are coated onto ordered
mesoporous supports. The silica substrate contains hexagonally
ordered pore channels. The functionnlized molecules from
close-packed pattems inside the pores. The molecules are covalently
bonded to the substrate, and cross-linked tо one another
through siloxane groups. Each terminal thiol group binds one
mercury ion. The organization of the functionalized mnonolayers
is enlarged in the background.
Although the silica has been thoroughly studied, the new
material is one of the first examples of its practical use. Developed
by materials scientist Jun Liu and colleagues at Pacific
Northwest National Laboratory (PNNL) in Richland, Wash.,
and at Argonne National Laboratory in Argonne, Ill., the material
within minutes snags mercury, silver, and lead atoms so
proficiently fromn tainted water samples that the samples are
rendered clean enough to drink [Science, 276, 923 (1997)].
Liu and coworkers strategically chose their coating
tris(methoxy)mercaptopropylsilane (TMMPS), which has bееn
used previously to create functionalized monolayers and contains
thiol groups that are known to bind strongly to heavy metals.
During the deposition process, TMMPS molecules crowd
into the silica pores, binding covalently to the substrate siloxane
groups that are cross-linked to еаch other. The metal-binding
thiol groups on the opposite ends dangle freely.
In solutions that mimicked waste-water conditions similar
to those at two facilities at the Department of Energy's Savannah
River Site, the material reduced mercury concentrations to
below Environmental Protection Agency limits for drinking water
standards. Silver and lead were also reduced to negligible
concentrations.
The adsorptive power of the material is measured by the
so-called distribution coefficient, Kd (the amount of adsorbed
metal per gram of adsorbing material divided by the metal concentration
). Whereas other materials may reach а Kd of 1О,ООО
PNNL's material exhibits a Kd as high as 340,000. In preliminary
unpublished work, it is reported that the group has improved that
number to 100000000 in some cases.
The coated silica also appears to be reusable: Treating mercury-loaded
material with concentrated hydrochloric acid releases the mercury,
and it is still functional after several cycles.
The coating is highly selective for certain metals. А number
of metal ions, including sodium, barium, and zinc, are not
taken up. Mesoporous silica could be functionalized to suit a
whole host of specialized situations.
Put into practice, the material can take the form of powders or disks,
and can be packed into columns. It may be more
expensive than currently available commercial water treatment
materials but its high loading capacity and other properties
could make the whole operation much more economical.
J. Chem. & Engin., N 19, 1997.