Muối nóng chảy hỗ trợ chuyển hóa CO2 thành sản phẩm hữu ích

10:36' AM - Thứ tư, 28/09/2016

Sử dụng CO2 làm nguyên liệu cho các quy trình tổng hợp để sản xuất hóa chất là phương pháp rất thích hợp để chuyển đổi loại khí gây hiệu ứng nhà kính này thành những sản phẩm có giá trị, tuy nhiên đây cũng là việc rất khó thực hiện. Tuy CO2 đã được sử dụng từ lâu trong công nghiệp hóa chất, chẳng hạn để sản xuất urê, nhưng nó có hoạt tính thấp nên thường cần phải có những điều kiện đặc biệt như liên kết cacbon-hydro có tính axit hoặc tác nhân phản ứng có hoạt tính cao.

Lấy cảm hứng từ sự hình thành liên kết cacbon-cacbon ở cây trồng, các nhà khoa học tại Đại học Tổng hợp Stanford (Mỹ) đã tìm ra cách giải quyết vấn đề này - dựa trên cơ chế của phản ứng axit - kiềm đơn giản. Họ sử dụng các muối cacboxylat nóng chảy làm môi trường phản ứng. Những hợp chất đó nóng chảy ở 200-350oC và tạo thành muối nóng chảy. Trong môi trường này, các nhà khoa học nhận thấy cacbonat có khả năng loại bỏ proton của các liên kết C-H, đây là những axit đặc biệt yếu. Chất trung gian carbanion được tạo ra có khả năng phản ứng với CO2 để tạo thành cacboxylat. Bằng cách kết hợp phản ứng cacboxylat hóa đơn giản này với quá trình hydro hóa, các nhà khoa học có thể tổng hợp nhiều sản phẩm khác nhau.

Một nhà khoa học phụ trách lĩnh vực xúc tác tại Đại học Tổng hợp Queen, Canađa, cho rằng ý tưởng sử dụng muối nóng chảy trong phản ứng này thực sự là một ý tưởng khác thường và chắc chắn sẽ dẫn đến nhiều cơ hội tạo ra ở quy mô lớn các hạt phân tử có hoạt tính cao cũng như kết hợp CO2 vào nhiều quá trình khác. Theo ông, sự có mặt của muối nóng chảy là yếu tố quan trọng thiết yếu cho phản ứng. Tính chất của các hợp chất hữu cơ trong muối nóng chảy rất khác với tính chất của chúng trong các dung dịch thông thường, vì vậy môi trường muối nóng chảy tạo điều kiện thực hiện những phản ứng mà không thể thực hiện trong các môi trường khác.

Để biểu thị những ứng dụng có thể có của phương pháp mà họ tìm ra, các nhà khoa học đã tổng hợp furan-2,5-dicacboxylic axit (FDCA), đây là nguyên liệu có thể được sử dụng để sản xuất polyetylen furandicacboxylat (PEF). PEF là phương án thay thế khả thi cho polyetylen terephtalat (PET) dẫn xuất từ dầu mỏ. PET hiện là polyme được sử dụng ở quy mô rất lớn nhưng đang được sản xuất từ những nguồn không thể tái sinh. Một trong những nguyên liệu ban đầu cho sản xuất FDCA là sinh khối phi thực phẩm, trong khi đó muối cacboxylat được sử dụng trong phản ứng cũng có thể được tái chế. Kết quả tổng hợp FDCA cho thấy cũng có thể sản xuất PET từ CO2.

Theo các nhà khoa học, sử dụng CO2 để sản xuất nhiên liệu lỏng là vấn đề rất có ý nghĩa, nhưng sản xuất polyme giá trị cao bằng phương pháp trên cũng là cách sử dụng CO2 rất có giá trị. Ngoài việc tạo ra cơ hội sử dụng những lượng lớn CO2 được thu giữ, phương án nêu trên cũng giúp giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào nguyên liệu dầu mỏ.

HS

Theo Chemistry & Industry, 3/2016

Sponsor links (Provided by VIEPortal.net - The web cloud services for enterprises)
Thiết kế web, Thiết kế website, Thiết kế website công ty, Dịch vụ thiết kế website, Dịch vụ thiết kế web tối ưu, Giải pháp portal cổng thông tin, Xây dựng website doanh nghiệp, Dịch vụ web bán hàng trực tuyến, Giải pháp thương mại điện tử, Phần mềm dịch vụ web, Phần mềm quản trị tác nghiệp nội bộ công ty,