Representación esquemática de la estrategia de descarboxilación fotocatalítica para la producción de alcanos a partir de ácidos grasos derivados de la biomasa. Crédito:Huang Zhipeng
Investigadores dirigidos por el profesor Wang Feng del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China han informado que la descarboxilación fotocatalítica es una vía alternativa eficiente para convertir los ácidos grasos derivados de la biomasa en alcanos en condiciones suaves de temperatura y presión ambientales. . Este hallazgo fue publicado en Catálisis de la naturaleza el 19 de febrero.
Los alcanos de cadena larga son el componente principal del diesel y el combustible para aviones. Por lo tanto, producción de estos alcanos a partir de biomasa renovable, como los ácidos grasos derivados de la biomasa en lugar de los recursos fósiles, es importante para desarrollar un suministro energético sostenible. Sin embargo, La mayoría de los sistemas catalíticos establecidos requieren duras condiciones de funcionamiento (es decir, alta temperatura y presión) y H excesivo 2 consumo.
Los investigadores encontraron que bajo iluminación, la descarboxilación de ácidos grasos podría inducirse fácilmente mediante agujeros fotogenerados en el semiconductor TiO 2 , generando posteriormente intermedios de radicales alquilo.
Sin embargo, debido a la reactividad incontrolable de los radicales alquilo, la producción de alcanos deseados se caracterizó por una baja selectividad. "El control racional de la conversión de radicales intermedios para la terminación preferencial de hidrógeno es la clave para una alta selectividad en la obtención de productos de alcanos, "dijo el profesor Wang.
Los científicos descubrieron que al exponer el catalizador Pt / TiO 2 a H 2 en atmósfera con luz, la interacción entre el catalizador y H 2 generó una superficie rica en hidrógeno, por lo que los radicales fotogenerados podrían ser rápidamente eliminados por especies de hidrógeno de la superficie, inhibiendo así en gran medida la oligomerización.
Estos resultados muestran que los alcanos Cn-1 se pueden obtener a partir de ácidos grasos C12-C18 derivados de la biomasa con altos rendimientos (mayores o iguales al 90%) en condiciones suaves (30 ° C, H 2 presión inferior o igual a 0,2 MPa) con irradiación LED de 365 nm. Es más, las tasas de producción promedio son comparables a las de los sistemas termocatalíticos que operan en duras condiciones de reacción.
El aceite de resina y los ácidos grasos de soja son subproductos de bajo valor de las industrias de refinación de pulpa y aceite de soja. respectivamente. Los investigadores llevaron a cabo la conversión de estas dos mezclas industriales de ácidos grasos, obteniendo productos alcanos con altos rendimientos (hasta 95%).
"Un proceso tan ecológico y respetuoso con el medio ambiente es prometedor. Conecta la química fotosintética y la catálisis industrial, y extiende la cadena de utilización de la fotoenergía. Es particularmente prometedor considerando los abundantes ácidos grasos de baja calidad disponibles en China, "dijo Wang.
