Acryl is een ongelooflijk diverse en nuttige familie van chemicaliën die in allerlei producten worden gebruikt, van luiers tot nagellak. Nutsvoorzieningen, een team van onderzoekers van UConn en ExxonMobil beschrijft een nieuw proces om ze te maken. De nieuwe methode zou de energie-efficiëntie verhogen en giftige bijproducten verminderen, ze rapporteren in het nummer van 8 februari van Natuurcommunicatie .

De wereldmarkt voor acrylzuur is enorm. De wereld gebruikte er in 2013 bijna 5 miljoen ton van volgens industriegroep PetroChemicals Europe. En geen wonder, voor acryl en de nauw verwante acrylaten zijn de bouwstenen voor vele soorten kunststoffen, lijmen, textiel, kleurstoffen, verven, en papieren. Aan elkaar geregen in lange kettingen, ze kunnen allerlei bruikbare materialen maken. Acrylaat gemengd met natriumhydroxide, bijvoorbeeld, maakt een superabsorberend materiaal dat in luiers wordt gebruikt. Voeg extra methylgroepen toe (koolstof plus drie waterstofatomen), en acrylaat maakt plexiglas.

De huidige industriële processen voor het maken van acryl vereisen hoge temperaturen in de buurt van 450 F, en ongewenste en soms schadelijke bijproducten produceren, zoals ethyleen, kooldioxide, en waterstofcyanide.

UConn-chemicus Steve Suib, directeur van het Universitair Instituut voor Materiaalkunde, en collega's van UConn en ExxonMobil hebben een nieuwe manier ontworpen om acryl te maken bij milde temperaturen. Hun techniek kan nauwkeurig worden afgesteld om te voorkomen dat er ongewenste chemicaliën worden geproduceerd.

"Wetenschappers van ExxonMobil Research &Engineering die samenwerken met de groep van professor Suib in UConn, hebben nieuwe technologieën onderzocht die de energie-intensiteit kunnen verlagen, stappen overslaan, energie-efficiëntie verbeteren, en de CO2-voetafdruk in het productieproces van acrylaat te verminderen, " zegt Partha Nandi, een chemicus bij ExxonMobil. "De recente publicatie in Natuurcommunicatie beschrijft de ontdekking van een nieuwe route om een ​​klasse acrylaatderivaten te produceren in mogelijk minder stappen en met minder energie."

De techniek maakt gebruik van een poreuze katalysator gemaakt van mangaan en zuurstof. Katalysatoren zijn materialen die worden gebruikt om reacties te versnellen. Vaak, ze bieden een oppervlak waarop de moleculen kunnen zitten terwijl ze met elkaar reageren, hen te helpen elkaar te ontmoeten in de juiste configuraties om de daad te doen. In dit geval, de poriën vullen die rol. De poriën zijn 20 tot 500 Angstrom breed, groot genoeg voor vrij grote moleculen om erin te passen. De mangaanatomen in het materiaal kunnen hun elektronen ruilen met nabijgelegen zuurstofatomen, waardoor het gemakkelijker wordt om de juiste chemische reacties te laten plaatsvinden. Afhankelijk van de uitgangsingrediënten, de katalysator kan allerlei soorten acrylaten en acrylaten vergemakkelijken, met zeer weinig afval, zegt Suib.

"We hopen dat dit kan worden opgeschaald, "zegt hij. "We willen de opbrengst maximaliseren, temperatuur minimaliseren, en een nog actievere katalysator maken, " dat zal de reactie helpen sneller te gaan. De groep ontdekte ook dat het toevoegen van een klein beetje lithium de zaken versnelde, te. Ze bestuderen momenteel de exacte rol van lithium, en experimenteren met manieren om de mangaan- en zuurstofkatalysator te verbeteren.