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卡迪夫大学开发新的塑料材料生产方法 更环保更具可持续性

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时间:1900/1/1 0:00:00

据国外媒体报道,卡迪夫大学的研究人员开发了一种更加环保和可持续的方法来制造一种塑料材料。这种材料可广泛应用于牙刷、吉他琴弦、医疗植入物、建筑材料和汽车零部件。

(来源:卡迪夫大学)

该团队开发了一种制造环己酮肟的新方法,环己酮肟是一种塑料材料尼龙6的前体。尼龙6作为一种重要的建筑材料,可用于汽车、飞机、电子、服装和医疗行业。预计到2024年,全球尼龙6年产量有望达到900万吨左右。因此,研究人员致力于开发更环保、更可持续的环己酮肟生产方法。

目前,工业生产环己酮肟的方法使用过氧化氢(H2O2)、氨(NH3)和称为钛硅分子筛(TS-1)的催化剂。和其他很多化学反应过程一样,这个化学反应过程中使用的H2O2是从其他地方产生的,运输后才能使用。这是一个高成本、碳密集型的过程,高浓度的H2O2只有在输送到最终用户手中后才能被稀释。这样,浓缩过程中使用的能量就浪费了很多。类似地,通常用于延长H2O2保存期限的稳定剂可能会影响反应器的寿命。在获得最终产品之前,通常需要将其除去,这将进一步增加经济和环境负担。

为了解决这些问题,研究小组设计了一种方法,使用由Au-Pd纳米粒子组成的催化剂,在稀释的氢气和氧气流中原位合成H2O2。这些颗粒直接负载在TS-1或第二载体上。纳米颗粒的尺寸约为1至100纳米。与块体材料相比,它的表面积与体积之比很大,因此非常适合用作催化剂材料。

这种方法是在以前被认为对H2O2生产极为不利的条件下进行的。与目前工业生产工艺相比,环己酮肟的收率相当,避免了工业H2O2的主要缺点。

此外,该团队还展示了这种方法的多样性,并生产了一系列其他重要的工业化学品。这些化学品用途广泛。

这项研究的主要作者理查德·刘易斯博士说:“这项工作代表着朝着更可持续的选择性化学转化迈出了积极的第一步,可能会取代目前生产环己酮肟的工业路线。通过这种新方法生产的H2O2可用于目前依赖TS-1和H2O2的一系列其他工业应用中。这代表了工业氧化化学的一个翻天覆地的变化。这清楚地表明,通过学术和工业合作,可以大大提高当前的领先技术,从而大大节省成本,减少主要工业过程中的温室气体排放。”

这项研究由卡迪夫大学牵头,与UBE、上海交通大学、哈佛大学、巴斯大学和利哈伊大学合作进行。

据国外媒体报道,卡迪夫大学的研究人员开发了一种更加环保和可持续的方法来制造一种塑料材料。这种材料可广泛应用于牙刷、吉他琴弦、医疗植入物、建筑材料和汽车零部件。

(来源:卡迪夫大学)

该团队开发了一种制造环己酮肟的新方法,环己酮肟是一种塑料材料尼龙6的前体。尼龙6作为一种重要的建筑材料,可用于汽车、飞机、电子、服装和医疗行业。预计到2024年,全球尼龙6年产量有望达到900万吨左右。因此,研究人员致力于开发更环保、更可持续的环己酮肟生产方法。

目前,工业生产环己酮肟的方法使用过氧化氢(H2O2)、氨(NH3)和称为钛硅分子筛(TS-1)的催化剂。和其他很多化学反应过程一样,这个化学反应过程中使用的H2O2是从其他地方产生的,运输后才能使用。这是一个高成本、碳密集型的过程,高浓度的H2O2只有在输送到最终用户手中后才能被稀释。这样,con中使用的能量……浓缩过程浪费了很多。类似地,通常用于延长H2O2保存期限的稳定剂可能会影响反应器的寿命。在获得最终产品之前,通常需要将其除去,这将进一步增加经济和环境负担。

为了解决这些问题,研究小组设计了一种方法,使用由Au-Pd纳米粒子组成的催化剂,在稀释的氢气和氧气流中原位合成H2O2。这些颗粒直接负载在TS-1或第二载体上。纳米颗粒的尺寸约为1至100纳米。与块体材料相比,它的表面积与体积之比很大,因此非常适合用作催化剂材料。

这种方法是在以前被认为对H2O2生产极为不利的条件下进行的。与目前工业生产工艺相比,环己酮肟的收率相当,避免了工业H2O2的主要缺点。

此外,该团队还展示了这种方法的多样性,并生产了一系列其他重要的工业化学品。这些化学品用途广泛。

这项研究的主要作者理查德·刘易斯博士说:“这项工作代表着朝着更可持续的选择性化学转化迈出了积极的第一步,可能会取代目前生产环己酮肟的工业路线。通过这种新方法生产的H2O2可用于目前依赖TS-1和H2O2的一系列其他工业应用中。这代表了工业氧化化学的一个翻天覆地的变化。这清楚地表明,通过学术和工业合作,可以大大提高当前的领先技术,从而大大节省成本,减少主要工业过程中的温室气体排放。”

这项研究由卡迪夫大学牵头,与UBE、上海交通大学、哈佛大学、巴斯大学和利哈伊大学合作进行。

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