卡迪夫大学开发新的塑料材料生产方法 更环保更具可持续性

盖世汽车讯 据外媒报道,卡迪夫大学(Cardiff University)的研究人员开发了一种更环保、更可持续的方法,用以制造一种塑料材料。这种材料可广泛应用于牙刷、吉他弦、医用植入物、建筑材料和汽车零部件等。

卡迪夫大学开发新的塑料材料生产方法 更环保更具可持续性

(图片来源:卡迪夫大学)

该团队开发了一种制造环己酮肟的全新方法,环己酮肟是塑料材料尼龙6的前体。作为关键构建材料,尼龙6可用于汽车、飞机、电子、服装和医疗行业。据估计,到2024年,全球尼龙6的年产量预计将达到900万吨左右。因此,研究人员致力于开发更环保、更可持续的环己酮肟生产方法。

目前,工业上生产环己酮肟的方法,采用过氧化氢(H2O2)、氨(NH3)和一种名为钛硅分子筛(TS-1)的催化剂。与其他许多化学反应过程一样,在这个化学反应过程中使用的H2O2,都是从别处生产,经过运输过程才能使用。这是一个成本高昂、碳排放密集的过程,将高浓度H2O2运输到最终用户手中后,才能进行稀释。这样浓缩过程中使用的能量就被大量浪费了。同样,通常用于延长H2O2保质期的稳定剂,可能会影响反应器的寿命。在获得最终产品之前,往往需要将其清除,这会进一步增加经济和环境负担。

为了解决这些问题,该团队设计了一种方法,利用一种由金钯(AuPd)纳米颗粒组成的催化剂,在稀释的氢和氧流中原位合成H2O2。这些颗粒直接装载在TS-1或二级载体上。纳米颗粒的尺寸大约在1到100纳米之间。与块状材料相比,其表面积与体积比很大,很适合用作催化剂材料。

该方法是在以前被认为极不利于H2O2生产的条件下进行的。与当前商业工艺相比,环己酮肟的产量相当,同时避免了商用H2O2的主要缺点。

此外,该团队还展示了这种方法的多样性,生产其他一系列重要的工业化学制品。这些化学品具有广泛的用途。

该研究的主要作者Dr Richard Lewis表示:“这项工作代表朝着更可持续的选择性化学转化迈出积极的第一步,并有可能取代目前生产环己酮肟的工业路线。通过这种新方法生产的H2O2,可用于其他一系列目前依赖于TS-1和H2O2的工业应用。这代表着工业氧化化学或将翻天覆地的变化。这清楚地表明,通过学术和工业合作,可以对当前的领先技术进行重大改进,从而大幅节约成本,减少主要工业过程中的温室气体排放。”

这项研究由卡迪夫大学领导,并与UBE公司、上海交通大学、哈维尔研究中心(Research Complex at Harwell)、巴斯大学(University of Bath)和理海大学(Lehigh University)合作进行。

卡迪夫大学开发新的塑料材料生产方法 更环保更具可持续性

(责任编辑:马金露 HF120)

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