Une équipe des ingénieurs chimiste aboutis par Paul J. Dauenhauer de l'Université du Massachusetts Amherst a découvert une méthode neuve et élevée de rendement de produire l'ingrédient principal employé pour effectuer les bouteilles en plastique à partir de la biomasse.
Le procédé est peu coûteux et produit actuel le p-xylène chimique avec un rendement efficace de 75 pour cent, utilisant la majeure partie de la matière de base de biomasse, Dauenhauer dit. La recherche est publiée dans la Catalyse de journalACS.
Dauenhauer, un professeur adjoint du génie chimique chez UMass Amherst, indique que la découverte neuve prouve qu'il y a une voie efficace et renouvelable de produire un produit chimique qui a l'utilisation immédiate et reconnaissable pour des consommateurs. Il dit que l'industrie du plastique produit actuel le p-xylène à partir du pétrole et que le procédé renouvelable neuf produit exact le même produit chimique de la biomasse.
'Vous pouvez mélanger notre produit chimique renouvelable à du matériau pétrole-basé et le consommateur ne pourrait pas faire la différence, » Dauenhauer dit.
Les Consommateurs connaîtront déjà les plastiques effectués à partir de ce procédé neuf par l'étiquette de réutilisation triangulaire « #1 » sur des récipients en plastique. Des produits chimiques de Xylène sont employés pour produire PET appelé de plastique (ou l'éthylène téréphtalate), qui est actuel utilisé dans beaucoup de produits comprenant des bouteilles de bicarbonate de soude, l'emballage alimentaire, des fibres synthétiques pour le vêtement et même des pièces automobiles.
Le procédé neuf utilise un catalyseur de zéolite capable de transformer le glucose en p-xylène dans une réaction en trois étapes dans un réacteur à hautes températures de biomasse. Dauenhauer dit que c'est une découverte importante puisque d'autres méthodes de produire le p-xylène renouvelable sont l'un ou l'autre de chères (par exemple, fermentation) ou sont dues inefficace aux rendements faibles.
Une clé à la réussite de ce procédé neuf est l'utilisation d'un catalyseur qui est particulièrement conçu pour introduire la réaction de p-xylène au-dessus d'autres réactions moins désirables. Dauenhauer dit ses collègues de recherches, Ventilateur de professeurs Wei d'UMass Amherst et Raul Lobo de l'Université du Delaware, a conçu le catalyseur. Après une suite de modifications, l'équipe pouvait aider à augmenter le rendement de la réaction. Il dit également que la modification supplémentaire du procédé peut davantage amplifier le rendement de p-xylène et rendre le procédé plus économiquement attrayant.
« Nous avons découvert que la performance de la réaction de biomasse a été fortement affectée par le nanostructure du catalyseur, que nous pouvions optimiser et réaliser 75 pour cent de rendement, » le Ventilateur dit. Les Calculs conduits par l'équipe ont été instrumentaux en comprenant le mécanisme de réaction et le rôle du catalyseur ainsi qu'en apportant le changement au catalyseur pour améliorer le rendement du procédé.
Sans Compter Que Dauenhauer et Ventilateur, l'équipe de recherche se compose de C. Luc Williams d'UMass Amherst et Chun-Chih Chang, étudiants au doctorat en génie chimique, et leurs collaborateurs, professeurs Raul F. Lobo, Dionisios G. Vlachos et Stavros Caratzoulas, ainsi qu'étudiant au doctorat Nima Nikbin, et le boursier post-doctoral Phuong Font de l'Université du Delaware.
Cette découverte est une partie d'un plus grand effort par le Centre de Catalyse pour l'Innovation d'Énergie (CCEI) pour produire des technologies d'avant-garde pour la production des combustibles organiques et des produits chimiques de la biomasse lignocellulosique. Le centre est financé par le Département de l'Énergie des États-Unis en tant qu'élément du programme de Centre de Recherche de Frontières (EFRC) d'Énergie qui combine plus de 20 membres de la faculté avec des qualifications élogieuses de recherches pour collaborer sur résoudre le monde le plus appuyant des défis d'énergie.
La découverte pour la production des plastiques ajoute une autre cote au portefeuille des exécutions de CCEI. En 2010, une équipe de recherche de CCEI aboutie par la Note Davis de Caltech a découvert un catalyseur neuf, Étain-Bêta appelé, qui peut convertir le glucose en fructose. C'est la première étape dans la production d'un grand nombre de produits visés comprenant des combustibles organiques et de produits biochimiques, y compris le p-xylène, du synthon de cellulose, du constituant principal des arbres et des switchgrass.
De plus, une équipe aboutie par le Rayon Gorte et John Vohs à l'Université de Pennsylvanie a développé une technologie de cellules à combustible de roman qui convertit la biomasse solide en électricité et un un autre abouti par George Huber et le Ventilateur de Wei d'UMass Amherst a amélioré le rendement aux composés aromatiques qui peuvent être utilisés comme essences de parasite à l'essence.