Investigadores de la Universidad de la ciudad de Osaka, la Universidad de Tohoku y Nippon Steel Corporation han conseguido lo que muchos califican como la primera síntesis “verde” de plásticos a partir de C02 del mundo.
Al combinar un catalizador de C0e2 con dióxido de carbono atmosférico, los científicos desarrollaron un proceso catalítico eficaz para la síntesis directa de policarbonato dioles sin utilizar agentes deshidratantes. Su método, publicado en Green Chemistry, no se basa en materias primas químicas tóxicas como el fosgeno y el monóxido de carbono, lo que lo convierte en el primer sistema de reacción «verde» de alto rendimiento del mundo.
Plásticos a partir de C02 sin agentes deshidratantes
Conforme aumenta la necesidad global de reducir las emisiones de dióxido de carbono, uno de los principales gases de efecto invernadero, los investigadores también han puesto atención al desafío de convertirlo en un compuesto químico útil.
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Actualmente se han desarrollado varios sistemas de catalizadores eficaces, pero se basan en productos químicos tóxicos que generan subproductos inmanejables. También han surgido como alternativa los procesos que utilizan sustratos fácilmente disponibles y seguros, con agua como único subproducto. Sin embargo, los altos niveles de subproductos de agua impiden que estos procesos sinteticen suficientes policarbonatos.
«La mayoría de los procesos utilizan un agente deshidratante para mantener los niveles de agua bajos para superar un equilibrio», señala Masazumi Tamura de la Universidad de la Ciudad de Osaka, «pero algunos de los problemas a abordar son la alta presión de dióxido de carbono necesaria, la recuperación y regeneración del agente deshidratante y contaminación de subproductos generados por su uso «.
Para evitar estos problemas, el equipo de investigación desarrolló un proceso catalítico que no utiliza un agente deshidratante. Al centrarse en la diferencia en los puntos de ebullición entre el producto químico / diol y el agua, el equipo de investigación predijo un alto rendimiento de fijación de carbono al soplar CO2 a presión atmosférica para evaporar el exceso de agua.
«Quedó claro que entre los catalizadores de óxido metálico que usamos», afirmó Keiichi Tomishige de la Universidad de Tohoku, «CeO2 mostró la actividad más alta». Este sencillo sistema de reacción catalítica es el primero en sintetizar con éxito policarbonato dioles a partir de dióxido de carbono y dioles a presión atmosférica.
«Este proceso, sin la necesidad de agentes deshidratantes, puede convertir químicamente el dióxido de carbono utilizando cualquier sustrato con un punto de ebullición suficientemente superior al del agua», concluyó Kenji Nakao de Nippon Steel Corporation, «y se puede aplicar a la síntesis de carbonatos, carbamatos, y ureas, que son aditivos útiles para baterías de iones de litio y / o materias primas para la síntesis de polímeros», puntualizó.
