Conversión catalítica de moléculas con un átomo de carbono como metano, dióxido de carbono (CO ₂ ), metanol (CH ₃ OH) y otros en productos químicos de mayor valor es de gran importancia para una industria química viable y sostenible. Doctor. candidato Miao Yu, del Departamento de Ingeniería Química y Química de la TU / e, exploró la síntesis de un bloque de construcción alternativo, metanotiol (CH ₃ SH):el análogo de azufre del CH ₃ OH:a partir de materia prima barata y abundante, así como la conversión adicional de CH ₃ SH en olefinas, que se utilizan ampliamente para fabricar plásticos. El desarrollo de catalizadores para ambos pasos de reacción química sienta las bases para nuevos procesos químicos industriales. Yu defenderá su Ph.D. tesis el 2 de diciembre de 2020.

Además de su capacidad para convertirse en olefinas, CH ₃ El SH se utiliza como materia prima importante para productos que contienen azufre en la industria alimentaria. En la actualidad, se produce por tiolación de CH ₃ OH, un proceso que lo hace demasiado caro para la producción a gran escala. Síntesis directa de CH ₃ El SH de sustancias químicas simples como el monóxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno ya se intentó hace 30 años. Esto condujo al desarrollo de una clase de catalizadores de sulfuro de molibdeno (K / MoS2) promovidos por álcalis que, a pesar de su promesa, aún no ha hecho que el proceso de síntesis directa sea lo suficientemente competitivo en comparación con la ruta convencional del metanol.

Para el siguiente paso, Yu exploró el mecanismo de reacción de CH ₃ Síntesis de SH en detalle mediante técnicas espectroscópicas y microscópicas avanzadas. Estos meticulosos estudios arrojaron un resultado sorprendente:en lugar de potasio (K), el cesio (Cs) muestra un desempeño mucho mejor en la promoción de la actividad del MoS ₂ catalizadores. Es más, resultó que el MoS ₂ el componente no es necesario en absoluto:los sulfuros alcalinos por sí solos pueden catalizar el CH ₃ Síntesis de SH. Estos conocimientos permiten desarrollar nuevos catalizadores que son mucho más rentables, acercándonos un paso más a la CC a gran escala ₃ Síntesis de SH.

Ahora que hay perspectivas para CH ₃ SH para convertirse en un producto químico barato, Vale la pena explorar la conversión de esta simple molécula en etileno, que es el componente principal del polietileno. Para tal fin, es necesario formar enlaces carbono-carbono. Dada la analogía entre CH ₃ OH y CH ₃ SH, Yu intentó imitar el proceso de conversión de metanol a olefinas (MTO) ya industrializado. Un descubrimiento importante fue que las zeolitas particulares de poros pequeños tienen la capacidad de catalizar la conversión de CH ₃ SH a etileno con alta selectividad en un nuevo proceso químico llamado "reacción de metanotiol a olefinas (MtTO)".

Con su investigación, Yu muestra el potencial de CH ₃ SH para convertirse en una materia prima C1 novedosa para la industria química. Indirectamente, esto puede contribuir a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, porque es posible utilizar CO ₂ también se puede utilizar como materia prima C1. Un próximo desafío es la síntesis directa de metanotiol a partir de CO ₂ para intensificar el proceso general.