Процесс, основанный на фотосинтезе, позволяет производить химические вещества

Химики Северо-Западного университета черпали вдохновение в растениях, чтобы революционизировать способ производства важного промышленного химического вещества.



Впервые в этой области команда Северо-Запада использовала свет и воду для преобразования ацетилена в этилен, широко используемый и очень ценный химикат, который является ключевым ингредиентом пластмасс.

В то время как это преобразование обычно требует высоких температур и давлений, легковоспламеняющегося водорода и дорогих металлов для запуска реакции, процесс, подобный у, в Northwestern намного дешевле и менее энергоемкий. Новый процесс не только безопасен для окружающей среды, но и работает невероятно хорошо — успешно превращает почти 100% ацетилена в этилен.

«В промышленности этот метод требует энергоемких процессов, требующих высоких температур, внешней подачи горючего газообразного водорода и материалов, содержащих благородные металлы, которые дороги и труднодоступны», — сказала Франческа Аркуди из Northwestern, соавтор исследования. . «Наша новая стратегия решает все эти проблемы сразу. Она работает с использованием света и воды вместо высоких температур и водорода. И вместо дорогих металлов мы используем доступные в природе недорогие материалы».

Полученная стратегия сработала на удивление хорошо. В то время как текущий промышленный процесс приводит к 90% селективности по этилену, Северо-Западный подход обеспечивает 99% селективность по этилену.

«Это важно, потому что это товарный химикат с высокой экономической ценностью», — сказал Лука Джорджевич из Northwestern, соавтор исследования. «Чем больше вы сможете производить без отходов, тем лучше».

Исследование будет опубликовано в четверг (9 июня) в журнале Химия природы. Это первый отчет исследователей, использующих свет для преобразования ацетилена в этилен.

Эта статья является результатом сотрудничества Эмили Вайс и Сэмюэля И. Ступпа и их совместных усилий в рамках Центра биоинспирированных энергетических наук (CBES) на Северо-Западе. Вайс, профессор химии Северо-Западного колледжа искусств и наук им. Вайнберга, является соответствующим автором статьи. Аркуди — постдокторант в лаборатории Вайса. Орджевич — постдокторант в лаборатории Ступпа. Ступп является профессором попечительского совета в области материаловедения и инженерии, химии, медицины и биомедицинской инженерии в Северо-Западном университете, с назначениями в колледже Вайнберга, Инженерной школе Маккормика и Медицинской школе Файнберга Северо-Западного университета.

«В CBES мы стремимся решать фундаментальные проблемы, черпая вдохновение у природы», — сказал Ступп, директор CBES. «Витамин B12, один из немногих встречающихся в природе металлоорганических кофакторов, был использован в этой статье в качестве источника вдохновения для разработки нашего катализатора».