Investigadores de la Universidad de Illinois están contribuyendo al desarrollo de catalizadores más respetuosos con el medio ambiente para la producción de precursores de plástico y resina que a menudo se derivan de combustibles fósiles. La clave de su técnica proviene de reconocer las propiedades físicas y químicas únicas de ciertos metales y cómo reaccionan con el peróxido de hidrógeno.

Muchos plásticos están hechos de moléculas llamadas olefinas que se derivan de materiales orgánicos como los combustibles fósiles. Para formar este tipo de plásticos, Las moléculas de olefinas deben modificarse utilizando productos químicos oxidantes para producir precursores de plástico y resina. llamados monómeros, reorganizando sus enlaces químicos para que puedan alcanzar y agarrar otros monómeros. Esto les permite unirse en largas cadenas moleculares:los componentes básicos de los plásticos, dijo David Flaherty, profesor de ingeniería química y biomédica.

"Los métodos actuales que se utilizan para convertir las moléculas de olefina en algo útil también utilizan o producen cosas que no queremos, como el cloro, que puede ser corrosivo, y CO2, "dijo Daniel Bregante, un estudiante graduado de ingeniería química y biomédica que trabaja con Flaherty, y coautor de un informe sobre el nuevo método.

El dióxido de carbono a menudo se considera un producto de desecho de la combustión de combustibles fósiles. Sin embargo, Flaherty dijo que una cantidad significativa de CO2 se forma a partir de la producción de plásticos derivados de combustibles fósiles.

Muchos procesos de producción utilizan peróxido orgánico u oxidantes clorados peligrosos para el medio ambiente, Dijo Bregante. Juntos, Estas preocupaciones han llevado a los investigadores a explorar opciones más ecológicas para la fabricación de plásticos.

En un artículo publicado en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense , el grupo analiza cómo y por qué la identidad de ciertos metales, llamados metales de transición, afectar la reacción. También estudiaron qué tan eficiente es el proceso cuando se usa peróxido de hidrógeno, un oxidante respetuoso con el medio ambiente cuyo único producto de desecho es el agua. ni cloro ni CO2.

Para formar los monómeros críticos, olefinas y oxidantes pasan a través de diminutos, estructuras rígidas parecidas a esponjas llamadas zeolitas. Estas zeolitas contienen iones metálicos en los espacios porosos que actúan como catalizadores para impulsar la reacción química hacia la vía de producción de plástico. Dijo Bregante.

"Este proceso se ha utilizado durante décadas, "Flaherty dijo." Sin embargo, las razones subyacentes de cómo los átomos de metal activan el peróxido de hidrógeno y por qué algunos metales son mejores que otros para esta química no se han entendido completamente ".

El grupo de Flaherty dijo que su reacción puede tomar dos vías:una que conduce a la formación de monómeros y otra que conduce a la descomposición derrochadora del peróxido de hidrógeno. Han demostrado en su última investigación que las dos vías responderán de manera diferente según el metal que se utilice. y el siguiente paso será observar cómo la alteración del tamaño de los poros de las zeolitas afectará las reacciones.

Al descubrir más misterios de esta reacción, Flaherty y Bregante dijeron que su investigación podría conducir en última instancia a una adopción más amplia por parte de la industria de esta versión ajustada y consciente del medio ambiente de un proceso mucho más antiguo.

"Necesitamos saber no solo que funciona, sino también cómo funciona para convencer a la industria de que haga el cambio, ", Dijo Flaherty." Las instalaciones utilizadas para producir plásticos están comenzando a llegar al final de su vida útil, y la nueva infraestructura industrial basada en este método revisado podría ser un nuevo comienzo ".