Uma equipe dos coordenadores químicos conduzidos por Paul J. Dauenhauer da Universidade de Massachusetts Amherst descobriu um método novo, alto do rendimento de produzir o ingrediente chave usado para fazer garrafas plásticas da biomassa.
O processo é barato e cria actualmente o p-xileno químico com um rendimento eficiente de 75 por cento, usando a maioria do mantimento da biomassa, Dauenhauer diz. A pesquisa é publicada na Catálise do journalACS.
Dauenhauer, um professor adjunto da engenharia química em UMass Amherst, diz que a descoberta nova mostra que há uma maneira eficiente, renovável de produzir um produto químico que tenha o uso imediato e reconhecível para consumidores. Diz que a indústria de plásticos produz actualmente o p-xileno do petróleo e que o processo renovável novo cria exactamente o mesmo produto químico da biomassa.
'Você pode misturar nosso produto químico renovável com o material petróleo-baseado e o consumidor não poderia dizer a diferença,” Dauenhauer diz.
Os Consumidores já conhecerão os plásticos feitos deste processo novo pela etiqueta de recicl triangular “#1” em recipientes plásticos. Os produtos químicos do Xileno são usados para produzir um plástico chamado ANIMAL DE ESTIMAÇÃO (ou terephthalate de polietileno), que é usado actualmente em muitos produtos que incluem garrafas de soda, empacotamento de alimento, fibras sintéticas para a roupa e mesmo as peças automotivos.
O processo novo usa um catalizador do zeolite capaz de transformar a glicose no p-xileno em uma reacção da três-etapa dentro de um reactor de alta temperatura da biomassa. Dauenhauer diz que esta é uma descoberta principal desde que outros métodos de produzir o p-xileno renovável são um ou outro caros (por exemplo, fermentação) ou são incapaz devido aos baixos rendimentos.
Uma chave ao sucesso deste processo novo é o uso de um catalizador que seja projectado especificamente promover a reacção do p-xileno sobre outras reacções menos desejáveis. Dauenhauer diz seus colegas da pesquisa, Ventilador dos professores Wei de UMass Amherst e Lobo de Raul da Universidade de Delaware, projectou o catalizador. Após uma série de alterações, a equipe podia ajudar a aumentar o rendimento da reacção. Igualmente diz que a alteração adicional do processo pode mais impulsionar o rendimento do p-xileno e fazer o processo mais economicamente atractivo.
“Nós descobrimos que o desempenho da reacção da biomassa estêve afectado fortemente pelo nanostructure do catalizador, que nós podíamos aperfeiçoar e conseguir 75 por cento de rendimento,” o Ventilador dizemos. As Computações conduzidas pela equipe foram instrumentais em compreender o mecanismo da reacção e o papel do catalizador assim como em fazer a alteração ao catalizador para melhorar o rendimento do processo.
Além de Dauenhauer e de Ventilador, a equipa de investigação é compo de C. Luke Williams de UMass Amherst e Chun-Chih Chang, estudantes doutorais na engenharia química, e seus colaboradores, professores Raul F. Lobo, Dionisios G. Vlachos e Stavros Caratzoulas, assim como estudante doutoral Nima Nikbin, e o companheiro pos-doctoral Phuong Faz da Universidade de Delaware.
Esta descoberta é uma parte de um esforço maior pelo Centro da Catálise para a Inovação da Energia (CCEI) para criar tecnologias da descoberta para a produção de combustíveis biológicos e de produtos químicos da biomassa lignocellulosic. O centro é financiado pelo Ministério de E.U. de Energia como parte do programa do Centro de Pesquisa das Fronteiras (EFRC) da Energia que combina mais de 20 membros da faculdade com as habilidades elogiosas da pesquisa para colaborar em resolver o mundo que pressiona desafios da energia.
A descoberta para a produção de plásticos adiciona uma outra dimensão à carteira das realizações de CCEI. Em 2010, uma equipa de investigação de CCEI conduzida por Mark Davis de Caltech descobriu um catalizador novo, chamado Estanho-Beta, que pode converter a glicose na fructose. Esta é a primeira etapa na produção de um grande número produtos visados que incluem combustíveis biológicos e produtos bioquímicos, incluindo o p-xileno, do bloco de apartamentos de celulose, do componente principal das árvores e dos switchgrass.
Além, uma equipe conduzida pela Raia Gorte e John Vohs na Universidade da Pensilvânia desenvolveu uma tecnologia das células combustíveis da novela que convertesse a biomassa contínua à electricidade e outra conduzida por George Huber e por Ventilador de Wei de UMass Amherst melhorou o rendimento aos compostos aromáticos que podem ser usados como combustíveis da reunião informal à gasolina.