Немецкие и китайские химики разработали катализатор на базе палладия, иридия, цинка и органических веществ, позволяющий использовать атмосферный углекислый газ в качестве дешевой замены для угарного газа, применяемого для обращения непредельных углеводородов в сырье для производства пластика. Об этом сообщила пресс-служба немецкого Института катализа Ассоциации Лейбница (LIKAT).
«Созданная нами каталитическая система является наглядным образцом того, как мы можем внести большой вклад в декарбонизацию химической промышленности путем проведения точечных исследований. К примеру, нам удалось обратить выбросы СО2, опасного парникового газа, в ценное сырье для химической промышленности», — пояснил научный сотрудник LIKAT Ральф Якстелль, чьи слова приводит пресс-служба института.
Как помечают ученые, при производстве различных полимеров, пластмасс и различных летучих веществ широко применяется реакция карбонилирования, в рамках какой к цепочкам непредельных углеводородов, таких как этилен, присоединяются молекулы угарного газа (CO). Его основным источником служит так называемый синтез-газ, получаемый в итоге нагрева смеси из водяного пара и метана или в результате газификации угля.
Все существующие методы производства синтез-газа расходуют немало энергии на разогрев воды и источников углерода, что ведет к дополнительным выбросам парниковых газов. Немецкие и китайские химики выяснили, что этого можно избежать, если использовать в качестве отправного реагента для карбонилирования не угарный (CO), а углекислый газ (CO2), который в прошлом не использовался для подобных целей из-за высокой прочности связей в его молекулах.
Для решения этой проблемы ученые подогнули такой набор реакций с участием органических соединений иридия, цинка и палладия, который позволяет превратить СО2 в молекулы метилового эфира муравьиной кислоты и затем принудить их соединиться строго определенным образом с непредельными углеводородами. В результате возникают полноценные аналоги эфиров и кислот, которые вырабатываются при поддержки реакции карбонилирования и используются для производства полимеров и различных летучих веществ.
Для демонстрации работы этого катализатора ученые успешно применили его для синтеза нескольких значительных для химической промышленности эфиров, применяемых при производстве полиэтилена высокой плотности, капрона, полиамидов и других важнейших полимеров и пластиков. В перспективе размашистое применение данной разработки позволит значительно снизить стоимость производства пластика и уменьшить связанные с ним выбросы, подытожили Якстелль и его коллеги.