Немецкие и китайские химики разработали катализатор на базе палладия, иридия, цинка и органических веществ, позволяющий использовать атмосферный углекислый газ в качестве дешевой замены для угарного газа, применяемого для превращения непредельных углеводородов в сырье для производства пластика. Об этом сообщила пресс-служба немецкого Института катализа Ассоциации Лейбница (LIKAT).

«Созданная нами каталитическая система является наглядным примером того, как мы можем внести большой вклад в декарбонизацию химической промышленности путем проведения точечных исследований. К примеру, нам удалось превратить выбросы СО2, опасного парникового газа, в ценное сырье для химической промышленности», — пояснил научный сотрудник LIKAT Ральф Якстелль, чьи слова приводит пресс-служба института.

Как отмечают ученые, при производстве различных полимеров, пластмасс и различных летучих веществ широко применяется реакция карбонилирования, в рамках которой к цепочкам непредельных углеводородов, таких как этилен, присоединяются молекулы угарного газа (CO). Его основным источником служит так называемый синтез-газ, получаемый в результате нагрева смеси из водяного пара и метана или в результате газификации угля.

Все существующие методы производства синтез-газа расходуют много энергии на разогрев воды и источников углерода, что ведет к дополнительным выбросам парниковых газов. Немецкие и китайские химики выяснили, что этого можно избежать, если использовать в качестве исходного реагента для карбонилирования не угарный (CO), а углекислый газ (CO2), который в прошлом не использовался для подобных целей из-за высокой прочности связей в его молекулах.

Для решения этой проблемы ученые подобрали такой набор реакций с участием органических соединений иридия, цинка и палладия, который позволяет превратить СО2 в молекулы метилового эфира муравьиной кислоты и затем заставить их соединиться строго определенным образом с непредельными углеводородами. В результате возникают полноценные аналоги эфиров и кислот, которые вырабатываются при помощи реакции карбонилирования и используются для производства полимеров и различных летучих веществ.

Для демонстрации работы этого катализатора ученые успешно применили его для синтеза нескольких важных для химической промышленности эфиров, применяемых при производстве полиэтилена высокой плотности, капрона, полиамидов и других важнейших полимеров и пластиков. В перспективе широкое применение данной разработки позволит значительно снизить стоимость производства пластика и уменьшить связанные с ним выбросы, подытожили Якстелль и его коллеги.