Исследователи из Университета Майнца и компании Evonik ha

Исследователи из Университета Майнца и компании Evonik разработали инновационный метод расщепления и окисления двойных и тройных связей в углеводородах.

Университет Иоганна Гутенберга в Майнце

Полиамиды присутствуют во многих различных продуктах, таких как веревки для альпинизма, нейлоновые парашюты и материалы для 3D-печати. Дикарбоновые кислоты используются в качестве химических строительных блоков для этих полиамидов. Однако их производство на сегодняшний день является сложной задачей, поскольку современные методы получения дикарбоновых кислот из насыщенных или ненасыщенных углеводородов часто включают в себя несколько стадий, а также использование тяжелых металлов и сильных кислот, а соответствующие затраты энергии и затрат высоки. Более того, этот процесс часто приводит к выбросу оксидов азота (NOx), которые являются одними из наиболее проблемных парниковых газов с точки зрения климата. Исследователи из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце (JGU) и компании Evonik недавно разработали экологически чистый способ производства (ди)карбоновых кислот. Об этом они сообщают в статье, недавно опубликованной в журнале Nature Communications.

Электрохимия открывает новые возможности

«Наша технология — это первый в истории процесс изготовления строительных блоков для полиамидов из нефтехимических соединений и даже ненасыщенных жирных кислот с использованием достаточно щадящего подхода», — сказал профессор Зигфрид Вальдфогель, спикер конференции SusInnoScience — Устойчивая химия как ключ к инновациям в ресурсах. -эффективная наука в антропоцене – направление исследований в Университете Майнца. Новая технология предполагает электрохимический метод, при котором углеводороды с двойными или тройными связями переносятся в электролизную ячейку, наполненную растворителем. Затем добавляется кислород, причем чем выше концентрация кислорода, тем эффективнее процесс.

«Что действительно интересно в нашем процессе, так это то, что электрохимическое вмешательство необходимо как на аноде, так и на катоде», — объяснил Вальдфогель. В то время как на аноде образуются окислительные радикалы, кислород на противоположном электроде восстанавливается до супероксидных анионов. Радикалы и супероксид-анионы объединяются в растворе и реагируют с образованием желаемого продукта — карбоновой кислоты. Исследователи успешно повторили этот процесс как в стандартных, так и в проточных электролитических ячейках.

Процесс требует только кислорода, электричества и углеводородных соединений.

Этот новый метод имеет множество преимуществ: больше не нужны тяжелые металлы и сильные кислоты, а также не образуются оксиды азота. Единственные необходимые исходные материалы — это кислород, электричество и углеводороды с двойными связями. Поскольку побочные продукты не образуются, а растворитель можно восстановить и переработать, этот процесс очень экономически эффективен. «Это инновационный и менее вредный процесс производства карбоновых кислот, который станет ценным вкладом для тех производителей, которые желают заменить процессы, наносящие ущерб климату, экологически чистым подходом», — заключил Вальдфогель. В настоящее время исследовательская группа работает над расширением лабораторного процесса, чтобы сделать его пригодным для коммерческого использования.

Ссылки по теме:

Читать далее:

Природные коммуникации

10.1038/s41467-023-40259-0

Электрохимическая оксо-функционализация циклических алканов и алкенов с использованием нитрата и кислорода.

28 июля 2023 г.

Отказ от ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за достоверность пресс-релизов, публикуемых на EurekAlert! содействующими учреждениями или за использование любой информации через систему EurekAlert.