Forskere bruger lys til at omdanne fedtsyrer til alkaner

Forskere ledet af prof. Wang Feng ved Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) under det kinesiske videnskabsakademi har rapporteret, at fotokatalytisk decarboxylering er en effektiv alternativ vej til at omdanne biomasse-afledte fedtsyrer til alkaner under milde forhold med omgivende temperatur og tryk. . Dette fund blev offentliggjort i Naturkatalyse den 19. feb.

Langkædede alkaner er hovedbestanddelen af ​​diesel og jetbrændstof. Derfor, produktion af disse alkaner fra vedvarende biomasse, såsom biomasseafledte fedtsyrer i stedet for fossile ressourcer, er vigtig for at udvikle en bæredygtig energiforsyning. Imidlertid, de fleste etablerede katalytiske systemer kræver barske driftsforhold (dvs. høj temperatur og tryk) og for højt H ₂ forbrug.

Forskerne fandt ud af, at under belysning, decarboxyleringen af ​​fedtsyrer kunne let induceres af fotogenererede huller på halvlederen TiO ₂ , efterfølgende generering af alkylradikalmellemprodukter.

Imidlertid, på grund af den ukontrollerbare reaktivitet af alkylradikaler, produktionen af ​​ønskede alkaner var karakteriseret ved lav selektivitet. "Rationel styring af omdannelsen af ​​radikale mellemprodukter til præferentiel hydrogenterminering er nøglen til høj selektivitet i opnåelse af alkanprodukter, " sagde prof. Wang.

Forskerne opdagede, at når de udsatte katalysatoren Pt/TiO ₂ til H ₂ i atmosfære med lys, interaktionen mellem katalysatoren og H ₂ dannet en brintrig overflade, så fotogenererede radikaler hurtigt kunne termineres af overfladebrintearter, således i høj grad hæmmer oligomerisering.

Disse resultater viser, at Cn-1-alkaner kan opnås fra biomasse-afledte C12-C18-fedtsyrer i høje udbytter (større end eller lig med 90%) under milde forhold (30 °C, H ₂ tryk mindre end eller lig med 0,2 MPa) med 365 nm LED-bestråling. I øvrigt, de gennemsnitlige produktionshastigheder er sammenlignelige med dem for termokatalytiske systemer, der arbejder under barske reaktionsbetingelser.

Tallolie og sojabønnefedtsyrer er lavværdibiprodukterne fra pulp- og sojaolieraffineringsindustrien, henholdsvis. Forskerne gennemførte konvertering af disse to industrielle fedtsyreblandinger, opnåelse af alkanprodukter i høje udbytter (op til 95%).

"Sådan en grøn og miljøvenlig proces er lovende. Den bygger bro mellem fotosyntetisk kemi og industriel katalyse, og forlænger fotoenergiudnyttelseskæden. Det er særligt lovende i betragtning af de rigelige tilgængelige fedtsyrer af lav kvalitet i Kina, " sagde Wang.