一种更简单安全廉价获得丙酮的新方法
丙酮是一种重要的化学工业原料，用于制造多种产品，例如粘合剂、抗生素、电子元件、溶剂和去除剂、墨水和维生素等。其生产过程复杂且危险。为了简化该过程并使其更安全、更便宜，巴西和德国的研究人员开发了一种创新方法，该方法仅使用光和光活性氯化铁 (FeCl 3 )，这是一种廉价的化合物。
由 FAPESP 资助的有关该研究的文章 发表 在《ACS Catalysis》 杂志上 。
标准丙酮制造工艺称为霍克工艺或异丙苯工艺，由几个阶段组成。丙烷是一种石油产品，被转化为丙烯(一种高度易燃气体)，丙烯与苯反应，然后在高温高压下与氧气反应生成丙酮。这些反应还会产生苯酚，这种化合物的需求量较少，但可以转化为增值物质，尽管成本较高。
巴西圣卡洛斯联邦大学 (UFSCar) 和米纳斯吉拉斯联邦大学 (UFMG) 的科学家与德国马克斯·普朗克胶体与界面研究所的同事合作开发的替代方法基于丙烷在光存在下使用氯化铁作为均相催化剂进行氧化和光催化反应。
“我们发现，当氯化铁受到特定波长的照射时，它会产生自由基氯，这是一种强氧化剂，可以裂解碳和氢之间的键[激活CH键]，产生自由基，在存在以下物质的情况下产生自由基：UFSCar 化学系教授、该文章的最后作者伊沃·弗雷塔斯·特谢拉 ( Ivo Freitas Teixeira)说：“我们以完全不同的方式并使用非常简单的元素实现了非常重要的反应。”
通过机械研究，包括质谱分析，证明该反应确实是由 Fe-Cl 光解产生的氯自由基驱动的，质谱分析是一种通过确定混合物颗粒的分子量来识别混合物成分的分析技术。
该工艺的优点之一是它是直接的(跳过中间阶段的丙烯生产)并且更安全，因为它不涉及高温高压下的氧气反应或易燃和危险的中间体。此外，它还降低了能耗和成本，因为它的级数较少并且在室温 (25 °C) 下发生。
实验使用发光二极管(LED)作为光源，但研究人员计划将来改用阳光，使该方法更加可持续。
专利申请及后续步骤
已向巴西专利局国家工业产权局(INPI)提交了专利申请，并正在寻求与公司建立合作伙伴关系，以扩大新工艺的规模并将其商业化。特谢拉说：“它可能对化学工业的丙酮生产产生绝对的共产党 性影响，提高安全性和可持续性，并为直接生产丙酮铺平道路，从而降低成本并提高竞争力。”
他补充说，主要挑战是石化行业的大规模工艺，以及迄今为止还没有商业化的光催化方法。
该研究还继续向两个方向发展：用甲烷等其他物质测试新方法;并寻求扩大工艺规模的方法，以提高工业产量和产量。
版权声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！