1772633288
2026-03-04 13:57:00
ШАМПЕЙН, Иллинойс – Исследователи нашли способ использовать солнечную энергию для питания ключевой химической реакции, которая стимулирует многие обрабатывающие отрасли. Этот новый метод может значительно снизить энергопотребление, необходимое для выполнения этих операций, исключить агрессивные побочные продукты окисления и минимизировать выбросы углерода.
Эпоксидирование олефинов – это не тот процесс, с которым многие знакомы, но эпоксидные химикаты, которые он производит, являются основой текстильной, пластмассовой, химической и фармацевтической промышленности. Однако в нынешнем стандартном процессе используются агрессивные пероксиды для облегчения реакций окисления, от которых трудно безопасно избавиться и которые выделяют углекислый газ. Воду можно использовать в качестве окислителя вместо пероксидов, но связи H2O трудно разорвать, что требует высоких температур, что делает его очень энергоемким и еще больше способствует выбросам CO2.
Более экологичная альтернатива могла бы значительно сократить выбросы углекислого газа в отрасли.
Университет Иллинойса Урбана-Шампейн химия профессор Прашант ДжайнЕго исследовательская группа получила признание за свою работу по использованию солнечной энергии в качестве источника энергии в процессе, называемом плазмонной химией, чтобы помочь озеленить промышленные процессы. Использование этого процесса для переработки неорганического диоксида углерода в химическое топливо является одной из отличительных черт группы.
В случае успеха мы знали, что наша новая методология может ознаменовать значительный прогресс как в химической промышленности, так и в изучении электрохимии в целом».
«Усиление электрохимии с помощью энергии света — относительно новая концепция, разработанная примерно в 2018 году, — впервые была применена к синтезу аммиака и сокращению выбросов CO2 с многообещающими результатами», — сказал Джайн. “Текущее исследование является результатом гипотезы о том, что этот метод может применяться к промышленно важным реакциям эпоксидирования. В случае успеха мы знали, что наш новый метод может ознаменовать значительный прогресс как в химической промышленности, так и в изучении электрохимии в целом”.
Новое исследование, проведенное Джайном, Сусаной Инес Кордоба де Торреси из Университета Сан-Паулу и Джорджем Шацем из Северо-Западного университета, опубликовано в Журнале Американского химического общества.
Схема электрохимического эпоксидирования стирола с помощью плазмона на СУЭ или стеклоуглеродном электроде, покрытом наноструктурами оксидов золота и марганца, при освещении источником лазерного света с длиной волны 532 нанометра. На этом рисунке H = водород, C = углерод, O = кислород и S = сульфонат в результате окисления стирола. Графика предоставлена Прашантом Джайном
Джайн сказал, что, хотя их лабораторная демонстрация предлагает решение важной проблемы, масштабирование ее для промышленности будет сложной задачей. Следующими шагами будет замена лазеров в качестве основного источника света масштабируемыми, энергоэффективными источниками света, чтобы лучше контролировать световые реакции для предотвращения переокисления, а также разработать большие, доступные для света электролизные системы, которые увеличивают активность, наблюдаемую в реакторах лабораторного масштаба.
Это исследование поддержали Национальный научный фонд, Исследовательский фонд Сан-Паулу и Министерство энергетики.
Джайн также связан с Лаборатория исследования материалов, физикаи Центр квантовой информатики и технологий Иллинойса в Иллинойсе.
Примечание редактора:
Чтобы связаться с Прашант Джайн, позвоните по телефону 217-333-3417; электронная почта [email protected]. Доступна статья «Плазмонно-активированное электрохимическое эпоксидирование с использованием воды в качестве окислителя». онлайн. ДОИ: 10.1021/jacks.5c18709
#Сокращение #углеродного #следа #химического #производства #помощью #лазеров #солнечной #радиации #Бюро #новостей
Продолжение темы
