ELEKTROKIMYA SAYESINDE EPOKSIT SENTEZI YEŞIL KIMYA’YA DÖNÜYOR
Epoksitler, polyester giysiler, antifrizler ve farmasötikler dahil olmak üzere tüketim mallarının üretiminde sıklıkla bulunur. Mevcut teknikleri kullanarak, epoksit sentezi reaksiyonları doğrudan CO2 emisyonları üretir ve bu sentez tehlikeli reaktifler, yüksek sıcaklıklar ve yüksek basınçlar gerektirir.
Bu, endüstriyel prosesin hem güvenlik hem de çevresel riskler teşkil ettiği anlamına gelir. Yeni bir çalışmada, araştırmacılar bir elektrokimyasal hücrenin olefinlerden oda sıcaklığında ve basınçta epoksitler üretebildiğini göstermiştir. Bu reaksiyon minimal atık ürünler üretir ve proses kimyasının bir parçası olarak CO2 içermez.
Etilen oksit üretimi için geleneksel işlem, örneğin, etilen ve oksijenin 270-290 ° C sıcaklıkta ve 1-3 MPa basınçta birleştirilmesidir. Ancak CO2 kaçınılmaz olarak aşırı oksidasyonun bir sonucu olarak ortaya çıkmakta ve bu da sürecin CO2 ayak izini arttırmaktadır.
Bu ayak izini azaltmak için, MIT’de kimya mühendisi olan Karthish Manthiram ve arkadaşları, epoksidasyon reaksiyonu için bir oksijen kaynağı sağlamak üzere suyu bölen bir elektrokimyasal yöntem geliştirdi. Tek bölmeli bir elektrokimyasal hücrede, çeşitli olefinleri ve manganez oksit nanoparçacıklarını (bilinen bir su bölme katalizörü) bir asetonitril ve su karışımı içine karıştırdılar. Hücre boyunca 2,5 mA / cm2 akım uygulanması ve olefin olarak siklookten kullanılması, 4 saat sonra olefinlerin % 50’si dönüştürülmüş ve siklookten oksit ve hidrojen üretmiştir. Manthiram, Olefinler ve su normalde oda sıcaklığında ve basınçta reaksiyona girmediğinden, olefinlerin su içinde reaksiyona girdiğini düşünmek zordur.
“Elektrokimyasal yaklaşımla ilgili en özel şey bu.”
Bilim insanları genellikle hidrojen üretmek için suyu ayırır ve oksijeni dışarı atarlar. Bunun yerine, bu yeni yöntem sudan gelen oksijen atomunu alır ve onu bir olefine aktarır. Üretilen hidrojen bir bonustur, “Süreci ticari olarak uygulanabilir olmasını kolaylaştıracak ikinci değerli bir ürünle bitirmeyi başarıyoruz.” En büyük sorunlardan biri, asetonitrilin reaksiyonda bir çözücü olarak kullanılmasıdır ve bu Manthiram’ın grubunun elimine etmeye çalıştığı bir şeydir. Manthiram, asetonitril atıklarının, ilaç yapımında kullanılanlar gibi küçük ölçekli sentezlerde tolere edilmesine rağmen, bu reaksiyonun endüstriyel seviyelere yükseltilmesi için tamamen sulu bir elektrolitin gerekli olacağını söylüyor.
Manthiram’ın grubu sistemle ilgili bazı sorunların üstesinden gelebilirse yeşil kimya için yeni bir sentez kapısı daha aralanmış olacak.
Kaynak : ACS