Ученые предложили экологичный метод производства распространенного пластика
Более экологичный способ производства пластикового материала, широко применяемого в изготовлении различной продукции — от зубных щеток и гитарных струн до медицинских имплантатов, строительных материалов и автомобильных запчастей, — открыли ученые из Университета Кардиффа, Великобритания, 5 мая сообщает сайт научно-технических новостей Phys.org.
В статье, опубликованной в четверг в журнале Science, британские ученые описывают разработанный ими совершенно новый метод производства циклогексаноноксима — промежуточного продукта в производстве нейлона 6 (поликапролактам, капрон), конструкционного материала, широко используемого в автомобильной, авиационной, электронной, а также швейной и медицинской промышленности.
Промышленное производство циклогексаноноксима в настоящее время основано на использовании перекиси водорода (H₂O₂), аммиака (NH₃) и катализатора титаносиликат-1 (TS-1).
На предприятия, производящие циклогексаноноксим, перекись водорода, которая обычно изготавливается на других заводах, доставляется в высококонцентрированном виде. При этом процесс концентрирования очень энерго- и трудоемок.
Кроме того, стабилизаторы, добавляемые в H₂O₂ при хранении, значительно сокращают срок службы химических реакторов, поэтому их обычно удаляют перед получением конечного продукта, что увеличивает экономические и экологические затраты производства.
Кардиффские ученые для решения этой проблемы предложили синтезировать перекись водорода на месте из разбавленных потоков водорода и кислорода с использованием катализатора, представляющего наночастицы золота и палладия (AuPd), которые либо непосредственно добавляются в TS-1, либо с использованием вторичного носителя.
Как показали проведенные учеными исследования, новый метод дает выход циклогексаноноксима, сравнимый с его выходами в существующих промышленных процессах, но без свойственных им основных недостатков.
Кроме того, команда экспериментально доказала универсальность разработанного метода, произведя несколько других используемых в химической промышленности веществ, также имеющих широкое применение.
Доктор Ричард Льюис из Центра Макса Планка-Кардиффа по основам гетерогенного катализа (FUNCAT), базирующегося в Институте катализа Кардиффа, который является ведущим автором исследования, заявил:
«Эта работа представляет собой положительный первый шаг к более устойчивым селективным химическим превращениям и потенциально может заменить нынешний промышленный путь производства циклогексаноноксима».
Он пояснил, что производство перекиси водорода с помощью разработанного ими нового подхода может быть применено в широком спектре других промышленных приложений, в которых используются TS-1 и H₂O₂.
Поэтому эта разработка «потенциально представляет собой коренное изменение в промышленной химии окисления, которое приведет к значительной экономии средств и сокращению выбросов парниковых газов в основных промышленных процессах».
