En bedre måde at lave akryl på

Akryl er en utrolig mangfoldig og nyttig familie af kemikalier, der bruges i alle slags produkter, fra bleer til neglelak. Nu, et team af forskere fra UConn og ExxonMobil beskriver en ny proces til fremstilling af dem. Den nye metode vil øge energieffektiviteten og reducere giftige biprodukter, de rapporterer i 8. februar udgaven af Naturkommunikation .

Det globale marked for akrylsyre er enormt. Verden brugte tæt på 5 millioner tons af det i 2013, ifølge industrigruppen PetroChemicals Europe. Og ikke så mærkeligt, for akryl og de nært beslægtede akrylater er byggestenene til mange slags plastik, lim, tekstiler, farvestoffer, maling, og papirer. spændt sammen i lange kæder, de kan lave alle slags nyttige materialer. Acrylat blandet med natriumhydroxid, for eksempel, laver et superabsorberende materiale, der bruges i bleer. Tilføj ekstra methylgrupper (kulstof plus tre hydrogenatomer), og akrylat gør plexiglas.

De nuværende industrielle processer til fremstilling af akryl kræver høje temperaturer tæt på 450 F, og producerer uønskede og nogle gange skadelige biprodukter, såsom ethylen, carbondioxid, og hydrogencyanid.

UConn kemiker Steve Suib, direktør for Universitetets Institut for Materialevidenskab, og kolleger hos UConn og ExxonMobil har designet en ny måde at fremstille akryl ved milde temperaturer. Deres teknik kan finjusteres for at undgå at producere uønskede kemikalier.

"Forskere hos ExxonMobil Research &Engineering, der samarbejder med professor Suibs gruppe i UConn, har undersøgt nye teknologier, der kan sænke energiintensiteten, spring trin over, forbedre energieffektiviteten, og reducere CO2-fodaftrykket i produktionsprocessen af ​​akryl, " siger Partha Nandi, en kemiker hos ExxonMobil. "Den nylige udgivelse i Naturkommunikation beskriver opdagelsen af ​​en ny vej til at producere en klasse af acrylatderivater i potentielt færre trin og med mindre energi."

Teknikken bruger en porøs katalysator lavet af mangan og oxygen. Katalysatorer er materialer, der bruges til at fremskynde reaktioner. Tit, de giver en overflade, som molekylerne kan sidde på, mens de reagerer med hinanden, hjælpe dem med at mødes i de rigtige konfigurationer til at udføre gerningen. I dette tilfælde, porerne udfylder den rolle. Porerne er 20 til 500 Ångstrøm brede, stor nok til, at ret store molekyler kan passe ind. Manganatomerne i materialet kan bytte deres elektroner med nærliggende oxygener, hvilket gør det nemmere for de rigtige kemiske reaktioner at ske. Afhængigt af startingredienserne, katalysatoren kan lette alle forskellige slags akryl og akrylater, med meget lidt affald, siger Suib.

"Vi håber, at dette kan skaleres op, " siger han. "Vi ønsker at maksimere udbyttet, minimere temperaturen, og gøre en endnu mere aktiv katalysator, " det vil hjælpe reaktionen til at gå hurtigere. Gruppen fandt også ud af at tilføje en lille smule lithium hjalp med at fremskynde tingene, også. De studerer i øjeblikket den nøjagtige rolle af lithium, og eksperimenterer med måder at forbedre mangan- og oxygenkatalysatoren på.