Исследователи-химики обнаружили катализатор для производства

Открытие позволит производить биовозобновляемые материалы из деревьев и кукурузы.

Университет Миннесоты

Изображение: Исследователи из Университета Миннесоты изобрели новую каталитическую технологию, которая улучшает процесс и существенно снижает стоимость производства возобновляемых химикатов, которые можно использовать в широком спектре продуктов, включая краски, покрытия и подгузники.посмотреть больше

Фото: Джон Боймер, Центр устойчивых полимеров NSF, Университет Миннесоты.

Команда, возглавляемая исследователями городов-побратимов из Университета Миннесоты, изобрела революционную новую каталитическую технологию, которая преобразует возобновляемые материалы, такие как деревья и кукуруза, в ключевые химические вещества, акриловую кислоту и акрилаты, используемые в красках, покрытиях и сверхвпитывающих полимерах. Новая каталитическая технология также высокоэффективна, что означает снижение затрат на производство возобновляемых химикатов.

Новая формула катализатора преобразует химические вещества на основе молочной кислоты, полученные из кукурузы, в акриловую кислоту и акрилаты с самым высоким выходом, достигнутым на сегодняшний день. Технология демонстрирует значительно более высокие характеристики по сравнению с другими классами ведущих катализаторов.

Исследование опубликовано в Интернете в журнале Американского химического общества Gold (JACS Au), ведущем журнале открытого доступа Американского химического общества.

Исследовательскую группу поддержал Национальный научный фонд США через Центр устойчивых полимеров NSF, совместную группу из нескольких университетов, миссией которой является изменение процессов производства, переработки и переработки пластмасс посредством инновационных исследований.

Общественность больше всего знакома с акриловой кислотой и связанными с ней акрилатами благодаря ее использованию в предметах повседневного использования, от красок и покрытий до липких клеев и суперабсорбирующих материалов, используемых в подгузниках. Эти химикаты и материалы были изготовлены в прошлом веке из ископаемого топлива. Но за последние несколько десятилетий кукурузная промышленность вышла за рамки производства продуктов питания и кормов для скота и стала производить полезные химикаты. Одним из таких химикатов, полученных из кукурузы, является экологически чистая молочная кислота, ключевой ингредиент в производстве возобновляемого и компостируемого пластика, используемого во многих повседневных целях.

Молочную кислоту также можно превратить в акриловую кислоту и акрилаты с помощью катализаторов. Однако до открытия нового катализатора традиционные катализаторы были очень неэффективными, приводили к низким выходам и делали весь процесс слишком дорогим.

«Наше новое открытие в составе катализатора обеспечивает самый высокий на сегодняшний день выход акриловой кислоты из молочной кислоты», — сказал Пол Дауэнхауэр, профессор факультета химической инженерии и материаловедения Университета Миннесоты. «Мы сравнили производительность нашего нового катализатора со всеми предыдущими катализаторами, и производительность намного превосходит предыдущие примеры».

Новая формула катализатора существенно снижает затраты на производство возобновляемой акриловой кислоты и акрилатов из кукурузы за счет повышения выхода и сокращения отходов. Впервые это может снизить цену на возобновляемую акриловую кислоту ниже цен на химические вещества, полученные из ископаемого топлива.

Экономические возможности, открывающиеся благодаря новому катализатору, используются Låkril Technologies, новой компанией, целью которой является производство недорогой возобновляемой акриловой кислоты и акрилатов. Получив лицензию на технологию катализатора от Университета Миннесоты, Låkril Technologies будет развивать эту технологию за пределами лаборатории.

«Химическое производство уже полвека использует класс катализаторов, называемых «цеолитами», — говорит доктор Крис Николас, генеральный директор Låkril Technologies. «Поскольку новое открытие катализатора основано на рецептуре цеолита, уже доступной в масштабе, наш новый процесс производства акриловой кислоты и акрилатов обеспечит низкую себестоимость и низкий риск».

Компания Låkril Technologies, расположенная в Чикаго, уже получила предварительное финансирование в размере 1,4 миллиона долларов для масштабирования процесса. Ассоциация производителей кукурузы Айовы возглавила финансирование при участии Ассоциации производителей кукурузы Кентукки, а также грантов Совета по исследованию и продвижению кукурузы Миннесоты, Совета по маркетингу кукурузы Индианы, Совета по маркетингу кукурузы Мичигана, а также наград за исследования инноваций в малом бизнесе (SBIR) от как Министерство сельского хозяйства США, так и Министерство энергетики США.