Effektiv titanium-baseret katalysator, der bruges til at producere PEF, biobaseret alternativ til PET

En mulig erstatning for drikkevarebeholdere lavet af PET er polyethylenfurandicarboxylat (PEF), fremstillet af vedvarende ressourcer. Produktionen af ​​råvaren til PEF fra biomasse er dog stadig ret ineffektiv. En ny titanium-baseret fotokatalysator kan være ved at ændre dette, hvilket gør det mere økonomisk at få adgang til råmaterialet til PEF fra biomasse, som et team af forskere rapporterer i tidsskriftet Angewandte Chemie International Edition .

I valoriseringen af ​​biomasse opnås det vigtigste kemikalie 5-hydroxymethylfurfural (HMF) først fra blandingen af ​​naturlige stoffer. PEF er en genanvendelig plast, der kan fremstilles af HMF. Da PEF har meget lignende egenskaber som PET, det mest brugte materiale til plastikflasker, bruges det som en biobaseret erstatning. Produktionen af ​​PEF er dog stadig dyr, i høj grad på grund af vanskeligheden ved at fremstille råvaren til PEF fra HMF.

For at producere råmaterialet til PEF skal HMF oxideres, og dette trin er ineffektivt af to grunde. For det første dannes uønskede biprodukter under oxidation med atmosfærisk oxygen. Derudover kræver de hidtil tilgængelige titaniumoxid-baserede katalysatorer UV-lys. Da UV-lys kun udgør en lille del af sollysspektret, er effektiviteten af ​​denne fotokatalytiske reaktion lav, hvilket gør processen dyr.

En gruppe forskere ledet af Ya-Qian Lan og Yifa Chen fra South China Normal University (SCNU) i Nanjing, Kina, har nu udviklet en titanium-baseret fotokatalysator, der overvinder begge forhindringer. En titaniumkomponent i forbindelse med en organisk oxiderende gruppe danner flade, krystallinske nanoplader fra en organometallisk ramme. Ved kemisk at forbinde titanium med de organiske komponenter, skifter lysabsorptionen fra UV til det synlige område, hvilket øger effektiviteten betydeligt, siger teamet.

Reaktionen er også meget selektiv, da der kræves relativt få reaktionspartnere, og der stort set ikke dannes noget affald. Forfatterne foreslår, at skræddersyede fotokatalysatorer som denne også kan bruges til at gøre en række andre reaktioner mere bæredygtige. + Udforsk yderligere

Spaltning af vand ved hjælp af vismutvanadat