你见过二氧化碳合成的塑料吗?新工艺成就世界上第一个高产“绿色”反应系统

2021年08月02日 阅读量:3

通过将 CeO 2催化剂与大气二氧化碳相结合,大阪城市大学、东北大学和新日铁公司的研究人员开发了一种有效的催化工艺,可在不使用脱水剂的情况下直接合成聚碳酸酯二醇。他们的方法发表在《绿色化学》上,不依赖光气和一氧化碳等有毒化学原料,使其成为世界上第一个高产“绿色”反应系统。

近年来,世界范围内需要减少二氧化碳这种主要的温室气体之一,并将其转化为有用的化合物,这引起了人们的广泛关注。已经开发了各种有效的催化剂系统,但它们依赖于产生无法控制的副产品的有毒化学品。使用易于获得且安全的基材,以水作为唯一副产品的工艺已成为替代方案。然而,高水平的水副产品使这些过程无法合成足够的聚碳酸酯。

 

大阪市立大学的 Masazumi Tamura 说,大多数过程使用脱水剂来保持低水位以克服平衡,但需要解决的一些问题是所需的二氧化碳高压、水的回收和再生。脱水剂,以及使用其产生的副产品的污染。

 

为了绕过这些问题,研究团队开发了一种不使用脱水剂的催化过程。通过关注化学产品/二醇和水之间沸点的差异,研究小组预测通过在大气压下吹入 CO 2以蒸发多余的水,碳固定产率会很高。

很明显,在我们使用的金属氧化物催化剂中,东北大学的 Keiichi Tomishige 说,CeO 2显示出最高的活性。这种简单的催化反应系统是第一个在大气压下从二氧化碳和二醇成功合成聚碳酸酯二醇的系统。新日铁公司的 Kenji Nakao 总结说,这个过程不需要脱水剂,可以使用任何沸点比水高得多的底物化学转化二氧化碳,并且可以应用于碳酸盐、氨基甲酸盐、和尿素,它们是锂离子电池的有用添加剂或聚合物合成原料。

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