VINACHEM

Các nhà hóa học tại Đại học Ruhr-Bochum (Đức) đã phát triển thành công một chất xúc tác mới, giá rẻ để sản xuất chất dẻo. Chất xúc tác này có khả năng biến đổi sản phẩm sinh học thành nguyên liệu để tổng hợp chất dẻo - lựa chọn thay thế thân môi trường cho chất dẻo PET phổ biến hiện nay. Đồng thời, quá trình phản ứng cũng tạo ra hydro - nguồn năng lượng tiềm năng.

GS. TS. Wolfgang Schuhmann thuộc Trung tâm Khoa học điện hóa Bochum cho rằng, chúng ta có thể tiến một bước lớn về phía công nghiệp hóa chất bền vững nếu không sử dụng dầu thô làm nguyên liệu, mà thay vào đó sẽ sử dụng nguyên liệu là sinh khối không thích hợp cho sản xuất thực phẩm.

Thay thế PET

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học sử dụng chất xúc tác niken borua - không chứa kim loại quý và sẵn có với giá cả phải chăng so với nhiều chất xúc tác khác. Chất xúc tác niken borua có thể biến sản phẩm sinh học HMF (5-hydroxymetyl-furfural) thành FDCA (axit 2,5-furandicarrboxylic), sau đó xử lý FDCA thành chất dẻo PEF (polyetylen furanoate) - chất dẻo có nguồn gốc là nguyên liệu thực vật tái tạo, có thể thay thế cho PET sản xuất từ dầu mỏ.

Trong các thử nghiệm do các nhà khoa học Bochum thực hiện, chất xúc tác niken borua đã biến đổi 98,5% nguyên liệu HMF thành FDCA trong thời gian 30 phút mà hầu như không sinh ra phế thải. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng đã thiết kế chất xúc tác theo cách sao cho nó có hiệu quả trong điều kiện có thể sản xuất hydro. Nhờ đó, các nhà nghiên cứu cũng có thể sử dụng nguyên liệu HMF để tổng hợp hydro như một nguồn năng lượng tiềm năng. Trước đây, hydro thường được tách từ nước thông qua quá trình điện phân, quá trình này cũng sinh ra oxy. Bước phản ứng đặc biệt tiêu tốn năng lượng là tạo ra khí oxy đã bị loại bỏ khi các nhà nghiên cứu liên kết giữa phản ứng tạo ra hydro và phản ứng tạo ra FDCA.

Nhóm nghiên cứu cũng đã làm sáng tỏ từng bước phản ứng bằng cách sử dụng các phương pháp điện hóa và quang phổ hồng ngoại. Lần đầu tiên, các nhà hóa học có thể theo dõi trong thời gian thực quá trình biến đổi HMF thành FDCA.

Phạm Huệ

Theo ChemistryWorld, 7/2018