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    Un sans métal, approche durable de la réduction du dioxyde de carbone

    Représentation du processus par lequel les sels de formiate servent de catalyseurs actifs et sélectifs pour l'hydrosilylation du CO2. Crédit :ACS Sustainable Chem. Ing.

    Des chercheurs japonais ont présenté un catalyseur organique pour le dioxyde de carbone (CO 2 ) réduction peu coûteuse, facilement disponible et recyclable. Comme le niveau d'activité catalytique peut être ajusté par les conditions du solvant, leurs découvertes pourraient ouvrir de nombreuses nouvelles directions pour la conversion du CO 2 aux composés organiques industriellement utiles.

    La durabilité est un objectif clé dans le développement de catalyseurs de nouvelle génération pour le CO 2 réduction. Une approche prometteuse est une réaction appelée hydrosilylation du CO 2 . Cependant, la plupart des catalyseurs développés à ce jour à cet effet présentent l'inconvénient de contenir des métaux coûteux, pas largement disponible et potentiellement préjudiciable à l'environnement.

    Maintenant, des scientifiques de l'Institut de technologie de Tokyo (Tokyo Tech) et du Centre de recherche sur les énergies renouvelables de l'Institut national japonais des sciences et technologies industrielles avancées (AIST) ont démontré la possibilité d'utiliser un matériau entièrement recyclable, catalyseur sans métal.

    En comparant la capacité de différents catalyseurs organiques à réaliser l'hydrosilylation du CO 2 , l'équipe en a identifié un qui surpassait tous les autres en termes de sélectivité et de rendement. Ce catalyseur, appelé formiate de tétrabutylammonium (TBA), atteint 99 pour cent de sélectivité et produit le produit formate souhaité avec un rendement de 98 pour cent. La réaction s'est produite rapidement (dans les 24 heures) et dans des conditions douces, à une température de 60°C.

    Remarquablement, le catalyseur a un chiffre d'affaires allant jusqu'à 1800, ce qui est plus d'un ordre de grandeur supérieur aux résultats précédents.

    En 2015, Le chef d'équipe Ken Motokura du Département des sciences et de l'ingénierie chimiques de Tokyo Tech et ses collègues ont découvert que les sels de formiate présentent une activité catalytique prometteuse. C'est cet indice qui a servi de base à la présente étude. Motokura explique :« Bien que nous nous attendions à ce que les sels de formiate présentent une bonne activité catalytique, Le formiate de TBA a montré une sélectivité beaucoup plus élevée, une stabilité et une activité qui ont dépassé nos attentes."

    Dans l'étude actuelle, les chercheurs ont découvert que le catalyseur peut être rendu réutilisable en utilisant du toluène comme solvant. Ils ont montré que les solvants basiques de Lewis tels que la N-méthylpyrrolidone (NMP) et le diméthylsulfoxyde (DMSO) peuvent accélérer la réaction, ce qui signifie que le système catalytique est accordable.

    Dans l'ensemble, les résultats - publiés dans l'édition en ligne de la revue ACS Chimie et Ingénierie Durables - offrir un nouveau, voie écologique pour réduire le CO 2 tout en produisant des produits de formiate d'importance industrielle.

    Le formiate de silyle peut être facilement converti en acide formique, qui peut servir de transporteur d'hydrogène important, par exemple, dans les piles à combustible. La grande réactivité du formiate de silyle permet sa conversion en intermédiaires pour la préparation de composés organiques tels que les acides carboxyliques, amides et alcools.

    "Cette technique de transformation efficace du CO 2 au formiate de silyle élargira les possibilités de CO 2 utilisation comme matière première chimique, " dit Motokura.


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