Logran primera “síntesis verde” del mundo de plásticos a partir de CO2

27 de julio 2021.- Utilizando un catalizador de CeO2, los investigadores desarrollan un proceso catalítico eficaz para la síntesis directa de dioles de policarbonato sin necesidad de agentes deshidratantes. El proceso de alto rendimiento y alta selectividad de CO2 soplado a presión atmosférica para evaporar el exceso de subproducto de agua permitiendo un proceso catalítico que se puede utilizar con cualquier sustrato con un punto de ebullición superior al agua.
Cuerpo
Al combinar un catalizador de CeO2 con dióxido de carbono atmosférico, investigadores de la Universidad de la ciudad de Osaka, la Universidad de Tohoku y Nippon Steel Corporation han desarrollado un proceso catalítico eficaz para la síntesis directa de policarbonato dioles sin utilizar agentes deshidratantes. Su método, publicado en Green Chemistry, no se basa en materias primas químicas tóxicas como el fosgeno y el monóxido de carbono, es el primer sistema de reacción «verde» de alto rendimiento del mundo.
Existe una necesidad mundial de reducir el dióxido de carbono, uno de los principales gases de efecto invernadero, y convertirlo en un compuesto químico útil ha atraído mucha atención en los últimos años. Se han desarrollado varios sistemas de catalizadores efectivos, pero se basan en productos químicos tóxicos que producen subproductos incontrolables. Procesos que utilizan sustratos que están fácilmente disponibles y son seguros, con agua como el único subproducto, han surgido como una alternativa. Sin embargo, los altos niveles de subproductos del agua mantienen estos procesos de sintetizar suficientes policarbonatos.
«La mayoría de los procesos utilizan un agente deshidratante para mantener bajos los niveles de agua para superar un equilibrio», dijo Masazumi Tamura, profesor asociado de la Universidad de la ciudad de Osaka, «pero algunos de los problemas que se deben abordar son la alta presión de dióxido de carbono necesaria, la recuperación y regeneración del agente deshidratante, y contaminación de subproductos generados por su uso».
Para evitar estos problemas, el equipo de investigación desarrolló un proceso catalítico que no utiliza un agente deshidratante. Al centrarse en la diferencia en los puntos de ebullición entre el producto químico producto / diol y agua, el equipo de investigación predijo un alto rendimiento de la fijación de carbono soplando CO2 a presión atmosférica para evaporar el exceso de agua.
«Quedó claro que entre los catalizadores de óxido metálico que usamos», afirmó Keiichi Tomoshige, profesor de la Universidad de Tohoku, «CeO2 mostró la mayor actividad». Este sencillo sistema de reacción catalítica es el primero en sintetizar con éxito policarbonato dioles a partir de dióxido de carbono y dioles en la atmósfera a presión. “Este proceso, sin la necesidad de agentes deshidratantes, puede convertir químicamente el dióxido de carbono utilizando cualquier sustrato con un punto de ebullición suficientemente superior al del agua ”, concluyó Kenji Nakao, director de Sección de investigación-I de Nippon Steel Corporation “y se puede aplicar a la síntesis de carbonatos, carbamatos y ureas, que son aditivos útiles para baterías de iones de litio y / o materias primas para síntesis de polímeros».
Fondos
Este documento se basa en los resultados obtenidos de un Programa de estudios de viabilidad de NEDO (Territorio inexplorado Desafío 2050).
Fuente: Nippon Steel