Zon wijst weg naar duurzame chemische industrie

Een studie onder leiding van de Universiteit van Trieste (Italië) heeft een materiaal ontwikkeld dat in staat is om moleculen te synthetiseren die belangrijk kunnen zijn voor de chemische industrie.

 

Zonlicht moet de motor worden van een groene en ‘goedkopere’ chemische industrie. Onderzoekers aan de Universiteit van Trieste ontwikkelden een nieuw materiaal op basis van cyanide, een verbinding die het CN-ion bevat. Het materiaal gebruikt licht om chemische reacties te activeren die moleculen genereren. Dat zou het gebruik van giftige en dure metalen kunnen helpen vermijden.

Drie testmaterialen

De onderzoekers produceerden uit grafiet cyanide (g-CN) - een goede halfgeleider - drie testmaterialen (am-CN, red-CN en ox-CN). Met behulp van moderne analytische technieken bestudeerden ze hun morfologische en chemische eigenschappen en vonden ze resultaten voor het daaropvolgende fotokatalyse-experiment. De drie materialen werden getest in een modelreactie.

Een verdere bevestiging van de effectiviteit van de drie testmaterialen bleek uit het feit dat de modelreactie (een proces dat je in een laboratorium kunt testen, maar waarmee niet is gezegd dat het ook toepasbaar is op grote schaal) op zich geen invloed had op het resultaat. Van de drie materialen leverde am-CN de beste resultaten op.

De studie biedt perspectief voor een nieuwe benadering van de ontwikkeling van heterogene fotokatalysatoren voor organische synthese in onder andere de farmaceutische en agrarische chemie. Deze moleculen kunnen ook nuttig zijn voor het verbeteren van de prestaties van apparaten met vloeibare kristallen, zoals het scherm van een pc, tv of mobiele telefoon.

Bij syntheseprocessen in de chemische industrie wordt vaak gebruik gemaakt van katalysatoren om te zorgen dat het verloop onder de beste omstandigheden van temperatuur en druk kan plaatsvinden. Deze katalysatoren zijn normaal gesproken moleculen of nanodeeltjes van edelmetalen, zoals rhodium en platina. Zulke metalen zijn goed om C-C-verbindingen te maken.

Duur en vervuilend

Maar het probleem met (edel)metalen is dat ze duur en vervuilend zijn en bovendien slecht te recyclen zijn. Het nieuwe materiaal baant daarmee de weg naar een duurzamere en meer kosteneffectieve chemische industrie. En daaraan is behoefte. De druk op de industrie neemt toe om snel over te schakelen op nieuwe duurzame synthetische toepassingen om toegang te krijgen tot chemische stoffen die op grote schaal kunnen worden gebruikt. Daarom heeft heterogene fotokatalyse door middel van gemakkelijk verkrijgbare, metaalvrije katalysatoren een sterke aantrekkingskracht.

Science Advances

Het onderzoek, waaraan ook onderzoekers van de universiteiten van Manchester en San Sebastian hebben meegewerkt, is gepubliceerd in het laatste nummer van Science Advances. Science Advances is het ‘open source’ zusje van Science, het tijdschrift dat wordt uitgegeven door de American Association for the Advancement of Science.

Lees hier het originele bericht.