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美因茨大學(xué)和贏創(chuàng)的研究人員開發(fā)出一種創(chuàng)新方法，可裂解和氧化碳?xì)浠衔镏械碾p鍵和三鍵。
聚酰胺存在于許多不同的產(chǎn)品中，例如登山繩、尼龍降落傘和3D打印材料。二羧酸是這些聚酰胺的化學(xué)結(jié)構(gòu)單體。然而，由于目前從飽和或不飽和碳?xì)浠衔镏猩啥人岬姆椒ㄍ婕岸鄠€(gè)步驟以及重金屬和強(qiáng)酸的使用，同時(shí)相關(guān)的能源消耗和成本也很高，因此迄今為止，二羧酸的生產(chǎn)一直具有挑戰(zhàn)性。此外，該過程通常會(huì)釋放氮氧化物（NOx），而氮氧化物是對(duì)氣候影響最大的溫室氣體之一。美因茨大學(xué)和贏創(chuàng)的研究人員最近開發(fā)了一種生產(chǎn)二羧酸的環(huán)保方法。他們?cè)谧罱摹蹲匀?通訊》上發(fā)表了一篇論文，對(duì)此進(jìn)行了報(bào)告。
電化學(xué)提供了新機(jī)遇
美因茨大學(xué)Siegfried Waldvogel教授表示："我們的技術(shù)是第一種利用石化化合物甚至不飽和脂肪酸制造聚酰胺單體的工藝。這項(xiàng)新技術(shù)采用電化學(xué)方法，將帶有雙鍵或三鍵的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)移到充滿溶劑的電解池中。然后加入氧氣，氧氣濃度越高，過程越有效。”
Siegfried Waldvogel解釋說：“我們的工藝真正吸引人的地方在于，陽(yáng)極和陰極都需要電化學(xué)干預(yù)。” 在陽(yáng)極產(chǎn)生氧化自由基的同時(shí)，對(duì)面電極上的氧氣會(huì)被還原成超氧陰離子。自由基和超氧陰離子在溶液中聚集在一起，發(fā)生反應(yīng)生成所需的產(chǎn)物羧酸。研究人員在標(biāo)準(zhǔn)和流動(dòng)電解池中成功地重復(fù)了這一過程。
加工過程僅需氧氣、電力和碳?xì)浠衔?/span>
這種新技術(shù)有許多優(yōu)點(diǎn)：不再需要重金屬和強(qiáng)酸，也不會(huì)產(chǎn)生氮氧化物。 唯一需要的起始材料是氧氣、電力和帶有雙鍵的碳?xì)浠衔?。由于不?huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品，而且溶劑可以回收和循環(huán)利用，該工藝的成本效益非常高。Siegfried Waldvogel總結(jié)稱：“這是一種創(chuàng)新的、危害較小的羧酸生產(chǎn)工藝，因此為那些希望用綠色方法取代破壞氣候的工藝的制造商提供了寶貴的選擇。研究小組目前正在擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)室工藝的規(guī)模，使其能夠用于商業(yè)用途。”
