Ruhr-UniversitätBochum(RUB)的化学家开发出一种新的低成本塑料生产催化剂。它将生物精炼产品转变为塑料合成的起始材料,这可能是广泛使用PET的可持续替代品。同时,在反应过程中也可以形成势能源氢。在研究过程中,来自波鸿电化学科学中心的StefanBarwe博士和WolfgangSchuhmann博士的团队在MartinMuhler博士的领导下与RUB实验室合作。研究人员从2018年7月9日开始描述AngewandteChemie期刊的工作。
沃尔夫冈·舒曼说:“如果我们不使用原油作为原料,而是使用不用作食品的生物质,我们可以向可持续化学品行业迈出一大步。”
PET的替代品
在他们的研究中,波鸿的研究人员提出了一种镍硼化物催化剂,因为它不含任何贵金属,与许多其他催化剂相比,它易于获得且价格合理。它可以将生物精炼产品HMF(5-羟甲基-糠醛)转化为FDCA(2,5-呋喃二甲酸)。“FDCA对于该行业很有意义,因为它可以加工成聚酯,”StefanBarwe解释道。“PEF是PET的替代品,因此可以生产-所有这些都是基于可再生原料,即植物。”
氢气生产减少了能源消耗
在波鸿团队进行的测试中,催化剂在半小时内将98.5%的原料HMF转化为FDCA;没有产生废品。“我们还设计了催化剂,使其在氢气生产成功的相同条件下有效,”StefanBarwe描述了该开发的另一个好处。因此,研究人员还能够使用起始材料合成氢作为潜在的能源。氢通常使用电解从水中获得,电解也产生氧气。当研究人员将氢析出和FDCA生产联系起来时,消除了特别耗能的反应步骤-氧气释放。
反应机制澄清
该团队还使用电化学方法和红外光谱逐步澄清了反应。化学家们第一次能够实时跟踪哪些中间产品将HMF转化为FDCA。