Nouvelles Technologies: De Nouveaux Catalyseurs Transforment Les Déchets En Produits Écologiques Précieux

Ce nouveau catalyseur vise à ajouter des groupes fonctionnels aux hydrocarbures aliphatiques, composés organiques constitués uniquement d'hydrogène et de carbone.Ces hydrocarbures ne sont généralement pas mélangés à de l'eau et forment des couches indépendantes en raison de l'absence de groupes fonctionnels.En incorporant des groupes fonctionnels dans ces chaînes hydrocarbonées, il est possible de modifier considérablement les caractéristiques du matériau, ce qui facilite son recyclage.

« le méthane dans le gaz naturel est l’hydrocarbure le plus simple, avec seulement des liaisons carbone - hydrogène (ch). Les huiles et les polymères ont des chaînes d’atomes de carbone reliées par des liaisons carbone - carbone (CC) », explique sadow.

Les hydrocarbures aliphatiques constituent une grande quantité de pétrole et de produits pétroliers raffinés tels que les plastiques et les huiles moteur.Ces matériaux "n'ont pas d'autres groupes fonctionnels, ce qui signifie qu'ils ne sont pas facilement biodégradables", a déclaré sadow.« par conséquent, un objectif dans le domaine de la catalyse a longtemps été de pouvoir ajouter ces types de matériaux, ajouter d’autres atomes, tels que l’oxygène, ou créer de nouvelles structures à partir de ces produits chimiques simples. »

Malheureusement, les méthodes traditionnelles d'ajout d'atomes à une chaîne d'hydrocarbures nécessitent un apport énergétique important.Tout d'abord, le pétrole est « craqué» en petits blocs de construction chauffés et pressurisés.Ensuite, ces éléments sont utilisés pour faire croître la chaîne.Enfin, les atomes nécessaires sont ajoutés aux extrémités de la chaîne.Dans ce nouveau procédé, les hydrocarbures aliphatiques existants ne nécessitent pas de craquage et peuvent être directement transformés à basse température.

L'équipe de sadow utilisait auparavant un catalyseur pour briser les liaisons CC dans ces chaînes d'hydrocarbures tout en reliant l'aluminium aux extrémités de chaînes plus petites.Ensuite, ils ont inséré de l'oxygène ou d'autres atomes pour introduire des groupes fonctionnels.Pour développer un processus complémentaire, l'équipe a trouvé un moyen d'éviter l'étape de rupture de la liaison CC.En fonction de la longueur de la chaîne du matériau de départ et des caractéristiques idéales du produit, les chercheurs ont voulu raccourcir la chaîne ou simplement ajouter des groupes fonctionnels oxygénés.Si le craquage CC peut être évité, il est en principe possible de transférer la chaîne uniquement du catalyseur sur l'aluminium, puis d'ajouter de l'air pour installer les groupes fonctionnels.

Sadow explique que ce catalyseur a été synthétisé en fixant un composé de zirconium disponible dans le commerce sur une silice - alumine disponible dans le commerce.Ces substances sont toutes abondantes et peu coûteuses sur terre, ce qui est bénéfique pour les applications commerciales potentielles futures.

En outre, les catalyseurs et les réactifs présentent des avantages en termes de durabilité et de coût.L'aluminium est le métal le plus abondant sur terre et la synthèse des réactifs d'aluminium utilisés ne produit pas de sous - produits abandonnés.Le précurseur du catalyseur à base de zircone est stable à l'air, facilement accessible et activé dans le réacteur.Ainsi, contrairement à beaucoup de Chimie organométallique précoce qui était extrêmement sensible à l'air, ce précurseur de catalyseur était facile à manipuler.

Cette réaction chimique est un pas dans la direction qui peut influencer les caractéristiques physiques de divers plastiques, tels que les rendre plus robustes et plus faciles à colorer.

Sadow attribue le succès de ce projet à la nature collaborative d’icoup.Le Groupe de pellas au laboratoire national d'Eames a étudié la structure du catalyseur utilisant la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN).Les groupes Coates, Lapointe et delferro de l'Université Cornell et du laboratoire national d'Argonne ont étudié la structure et les propriétés physiques des polymères.Le Groupe Peters de l'Université de l'Illinois a modélisé statistiquement la fonctionnalisation des polymères.