使用廉价金属制造石油产品的新工艺

古代炼金术士试图将贱金属如铅转化成宝贵的黄金。现在芝加哥伊利诺伊大学开发的一种新工艺表明,贱金属的价值可能超过其在黄金中的重量。欧洲杯足球竞彩

《美国化学学会杂志》在线报道了这一过程。药品、电子元件、塑料和燃料只是基于石油(一种碳氢化合物分子)的一些商品。但要使用石油,必须首先打破其氢原子和碳原子之间的化学键,以便添加其他元素。打破这些键——而不是通过燃烧——对化学家来说是一个挑战。

“这些碳氢键是惰性的,需要一种催化剂来促进导致键断裂的化学反应,”尼尔·曼卡德说,

UIC化学助理教授,他与研究生托马斯·马扎卡诺共同开发了这一过程。目前使用的大多数催化剂都是稀有且昂贵的“贵”金属,如铂、钯和铱。它们也是有毒的,很难从药品和其他供人类食用的产品中完全去除。

曼卡德说:“使用这些金属有一个原因——因为它们工作得很好,几乎没有替代品。”。“寻找更安全、更便宜的贵金属催化剂替代品是现代化学的一个主要目标。”

曼卡德已经开发出一种方法,将铜和铁结合起来,以取代极为稀有的金属催化剂铱,铱用于一种称为硼酰化的化学过程。在碳中添加硼原子是合成许多产品的第一步,从化疗药物到粘合剂和聚合物。

“铱实际上是元素周期表上含量最少的元素,”曼卡德说。“事实上,大部分来自陨石。”

在硼酰化反应中,铱吸收形成碳氢键的两个电子,并将它们给予硼原子,使其与碳原子结合。在曼卡德的过程中,铜和铁分别与一个电子反应,并一起转移碳氢键中的两个电子,形成碳硼键。

“像硼化反应这样的双电子反应从来没有考虑过贱金属,”Mankad说。“铜和铁非常便宜和丰富,当它们放在非常近的地方时,就能产生双电子反应,就像铱一样。”

曼卡德认为,他的贱金属催化技术可以应用于将有机材料转化为有用最终产品的其他反应。他的团队正在研究这些应用,并致力于使他们的战略更加实用,以与传统的贵金属化学相竞争。

曼卡德说:“使用铜和铁来催化这些反应,这些反应是制造我们每天所依赖的许多东西所必需的,这将有利于环境并有助于降低成本。”。“铜和铁资源丰富,价格低廉,不必像贵金属那样从最终产品中完全提纯,因为它们毒性较小。”

来源:http://www.uic.edu

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