Wodę można zamienić w alkohol!

Biblijna przypowieść o zamianie wody w wino wydaje się być całkiem realna w XXI wieku, gdy do tego celu użyje się nowo opracowanego przez japońskich naukowców katalizatora, donosi „Chemical Communications".

Tradycyjne syntezy chemiczne wymagają często dużych nakładów energii oraz stosowania niebezpiecznych dla środowiska naturalnego substratów reakcji (np. utleniaczy), stąd też obecnie naukowcy na całym świecie bardzo intensywnie pracują nad nowymi metodami (najczęściej katalitycznymi) produkcji różnych chemikaliów - w tym fenoli czy alkoholi.

Synteza z wody

Fenole włączane są niekiedy do szerszej grupy związków, których cząsteczki zawierają grupę OH, określanych ogólną nazwą: alkohole. Produkcja fenoli jest przykładem nieekologicznych reakcji chemicznych, gdyż po pierwsze, do jej prowadzenia wymagana jest duża ilość energii, a po drugie - proces jest wieloetapowy i konieczne jest użycie silnych trucizn jako utleniaczy.

Japońscy naukowcy, współpracujący z profesorem Tadashi Hattoria z Nagoya University, opracowali nową, zdecydowanie bardziej proekologiczną, katalityczną metodę syntezy fenoli oraz ich pochodnych.

Przy wykorzystaniu wzbogaconego platyną dwutlenku tytanu jako katalizatora reakcji zamiany benzenu w fenol, do przeprowadzenie reakcji konieczne jest użycie jedynie wody (jako źródła tlenu) oraz światła o odpowiedniej długości fali!

Aktywowany światłem katalizator Pt/TiO2 powoduje rozbicie cząsteczki wody i powstanie reaktywnych form tlenu, które umożliwiają zajście reakcji tworzenia fenoli poprzez dołączenie do pierścienia benzenowego charakterystycznej grupy wodorotlenowej (OH). Ubocznym produktem reakcji jest wodór, który może być wykorzystany w innych procesach lub jako paliwo.

Ekologicznie i skutecznie

Według naukowców, nowa metoda katalitycznej syntezy fenoli jest jedną z najbardziej przyjaznych środowisku, między innymi ze względu na fakt, iż zachodzi w temperaturze pokojowej (około 20 stopni Celsjusza), w normalnym ciśnieniu atmosferycznym i bez dodatkowych niebezpiecznych reagentów.

Jest to też metoda bardzo wydajna i bezodpadowa, bo umożliwia syntezę jedynie tych substancji, o jakie nam chodzi - i to w postaci niemal absolutnie czystych produktów. Procesem można sterować poprzez zmianę długości fali światła aktywującego katalizator, uzyskując różne produkty końcowe reakcji.

Jak zauważają japońscy naukowcy, zanim nowa metoda syntezy trafi do przemysłu chemicznego, musi jeszcze zostać dokładnie przetestowana i udoskonalona.

(PAP)

fot. JupiterImages