Nanodiamantjes zijn de perfecte katalysator voor de omzetting van ethylbenzeen in styreen. Vooral omdat ze veel langer schoon blijven dan de huidige katalysatoren, zo melden Duitse, Chinese en Kroatische wetenschappers in Angewandte Chemie.

In de vraag of die diamantjes ook nog betaalbaar zijn wanneer je ze op industriële schaal wilt toepassen, hebben de onderzoekers zich nog niet verdiept.

Styreen is het monomeer van polystyreen, een van ’s werelds meest gebruikte plastics. Per jaar worden er miljarden tonnen van geproduceerd, waarbij de dehydrogenering van ethylbenzeen de meest toegepaste route is.

Momenteel worden voor deze reactie ijzer(III)oxidekatalysatoren met een vleugje kaliumoxide gebruikt. Maar die vertonen een neiging tot ‘coking’: de vorming van een laagje teerachtig materiaal dat het oppervlak deactiveert. Om die coke weg te krijgen moet je werken bij hoge temperaturen en stoom de reactor in blazen, wat weer leidt tot een relatief hoog energiegebruik.

Naar nu blijkt, katalyseren nanodiamantjes (denk aan een diameter van 5 nm) deze reactie echter ook, zónder last van coking te hebben.

Vooraarde is wel dat je de diamantjes een zure voorbehandeling geeft. Microscopische en pectrometrische analyse leert dat hierdoor een grafeen-achtig toplaagje op het diamantrooster ontstaat dat vanzelf wordt gefunctionaliseerd met ketonen en andere zuurstofhoudende organische fragmentjes. Die dienen weer als elektrondonor.

Of de diamanten kern zelf nog méér doet dan alleen voor drager spelen, is niet helemaal duidelijk. Te hopen valt dat dat niet zo is, en dat je dus ook een goedkopere drager voor het gefunctionaliseerde grafeen kunt kiezen.

bron: C&EN