Hóa học quanh ta
Kết nối để chia sẻ video clip, hình ảnh hóa học
Khám phá thế giới tri thức
Chemistry for our life, our future
Videoclip Hóa học
Tra cứu Hóa học

co2-to-methanol(H2N2)-Các nhà khoa học tại Viện Kỹ thuật sinh học và Công nghệ nano Singapo  (IBN) đã đạt được một bước tiến mới trong mục tiêu chuyển hóa cacbon đioxit  (CO2) - loại khí hiệu ứng nhà kính thông thường - thành sản phẩm hữu ích.

Các nhà nghiên cứu tại IBN cho biết, bằng cách sử dụng xúc tác hữu cơ họ đã kích hoạt CO2 trong một quá trình phản ứng nhẹ nhàng và không độc hại để sản xuất metanol - một loại nguyên liệu công nghiệp được sử dụng rộng rãi và cũng là nhiên liệu sinh học sạch.

Xúc tác hữu cơ  (organocatalyst) là những xúc tác có chứa các nguyên tố phi kim loại trong các hợp chất hữu cơ. Ví dụ, IMes  (1,3-bis -  (2,4,6 trimetylphenyl) imidazolyliden) là một dạng xúc tác hữu cơ bền và dễ bảo quản. Chúng không chứa các kim loại nặng độc hại và có thể được sản xuất một cách dễ dàng với chi phí không cao.

Các nhà khoa học đã cho CO2 phản ứng bằng cách sử dụng carben dị vòng N  (gọi là các chất NHC), một dạng xúc tác hữu cơ loại mới. Khác với xúc tác kim loại nặng có chứa các thành phần độc hại và không bền, các chất NHC bền ngay cả trong môi trường oxy. Do đó, phản ứng với các NHC và CO2 có thể được thực hiện dưới điều kiện nhẹ nhàng trong không khí khô.

Theo các nhà khoa học tại IBN, họ chỉ cần một lượng nhỏ NHC để tạo ra hoạt tính của CO2 trong phản ứng. NHC có tiềm năng rất lớn trong việc kích hoạt và cố định CO2, nhờ đó cho phép chuyển hóa CO2 dư thừa trong môi trường thành các sản phẩm hữu ích, ví dụ như metanol.

Trong quá trình phản ứng, hydrosilan được cho phản ứng với CO2 đã kích hoạt bằng NHC. Sản phẩm của phản ứng này được chuyển hóa thành metanol nhờ bổ sung nước để tiến hành thủy phân.

Ở phản ứng trên, hydrosilan cung cấp hydro để liên kết với CO2 trong phản ứng khử. Phản ứng khử này được xúc tác có hiệu quả ngay cả ở nhiệt độ phòng nhờ các xúc tác NHC. Sau đó, người ta có thể dễ dàng thu được metanol từ sản phẩm của phản ứng khử CO2.

Kết quả nghiên cứu trước đây tại iBN đã cho thấy khả năng ứng dụng phong phú của các chất NHC, ví dụ làm chất chống oxy hóa rất mạnh để điều trị một số bệnh thoái hóa và làm xúc tác có hiệu quả để chuyển hóa đường thành nhiên liệu sinh học.

Những thử nghiệm trước đây trong việc khử CO2 thành các sản phẩm hữu ích đòi hỏi phải sử dụng nhiều năng lượng hơn với thời gian phản ứng lâu hơn nhiều. Chúng cũng đòi hỏi phải sử dụng các xúc tác kim loại chuyển tiếp, đó là những chất đắt tiền và không bền trong môi trường oxy.

Hiện các nhà nghiên cứu tại iBN đang tiếp tục tìm kiếm các chất rẻ tiền hơn để thay thế cho hydrosilan với mục đích hạ giá thành của quy trình để có thể đưa ra áp dụng trên quy mô công nghiệp.

Hóa học ngày nay (Theo Applied Chemistry)

Hits smaller text tool iconmedium text tool iconlarger text tool icon

Comments powered by H2N2

Tin liên quan:
Tin mới hơn:
Tin cũ hơn:

DANH MỤC TÀI LIỆU

Xúc tác hữu cơ chuyển hóa CO2 thành metanol