При производстве полимеров, пластмасс и различных летучих веществ используется реакция карбонилирования, в рамках которой к цепочкам непредельных углеводородов, таких как этилен, присоединяются молекулы угарного газа (CO). Его основным источником служит так называемый синтез-газ, получаемый в результате нагрева смеси из водяного пара и метана или в результате газификации угля.
«Созданная нами каталитическая система является наглядным примером того, как мы можем внести большой вклад в декарбонизацию химической промышленности путем проведения точечных исследований. К примеру, нам удалось превратить выбросы СО2, опасного парникового газа, в ценное сырье для химической промышленности»
рассказал научный сотрудник LIKAT Ральф Якстелль.
Существующие технологии производства синтез-газа характеризуются значительными энергозатратами на разогрев воды и углеродных источников, что неизбежно приводит к дополнительным выбросам парниковых газов в атмосферу. Однако исследователи из Германии и Китая нашли способ решения этой проблемы. Они предложили использовать в процессе карбонилирования не угарный газ (CO), а углекислый газ (CO2), который в прошлом не использовался для подобных целей из-за высокой прочности связей в его молекулах.
Ученые подобрали набор реакций с участием органических соединений иридия, цинка и палладия, который позволяет превратить СО2 в молекулы метилового эфира муравьиной кислоты, а затем заставить их соединиться строго определенным образом с непредельными углеводородами. В результате возникают полноценные аналоги эфиров и кислот, которые вырабатываются при помощи реакции карбонилирования и используются для производства полимеров и различных летучих веществ.
Эффективность разработанного катализатора была подтверждена успешными испытаниями в процессе синтеза ключевых эфиров для химической промышленности, применяемых при производстве полиэтилена высокой плотности, капрона, полиамидов и других значимых полимеров.
По оценкам разработчиков, масштабное внедрение новой технологии обещает существенные преимущества для отрасли. Среди ожидаемых результатов — значительное снижение затрат на производство пластика и сокращение выбросов в окружающую среду.
