Pesquisadores da Universidade de Illinois estão contribuindo para o desenvolvimento de catalisadores mais ecológicos para a produção de precursores de plástico e resina que geralmente são derivados de combustíveis fósseis. A chave para sua técnica vem de reconhecer as propriedades físicas e químicas únicas de certos metais e como eles reagem com o peróxido de hidrogênio.

Muitos plásticos são feitos de moléculas chamadas olefinas, derivadas de materiais orgânicos, como combustíveis fósseis. Para formar esses tipos de plásticos, as moléculas de olefina devem ser alteradas usando produtos químicos oxidantes para fazer precursores de plástico e resina, chamados monômeros, reorganizando suas ligações químicas para que possam estender a mão e agarrar-se a outros monômeros. Isso permite que eles se juntem em longas cadeias moleculares - os blocos de construção de plásticos, disse David Flaherty, professor de engenharia química e biomédica.

"Os métodos atuais usados ​​para transformar moléculas de olefinas em algo útil também usam ou produzem coisas que não queremos, como cloro, que pode ser corrosivo, e CO2, "disse Daniel Bregante, um estudante de graduação em engenharia química e biomédica que trabalha com Flaherty, e coautor de relatório sobre o novo método.

O dióxido de carbono é frequentemente considerado um resíduo da combustão de combustível fóssil. Contudo, Flaherty disse que uma quantidade significativa de CO2 se forma a partir da produção de plásticos derivados de combustíveis fósseis.

Muitos processos de produção usam peróxido orgânico perigoso para o meio ambiente ou oxidantes clorados, Disse Bregante. Juntos, essas preocupações levaram os pesquisadores a explorar opções mais verdes para a fabricação de plásticos.

Em um artigo publicado no Jornal da American Chemical Society , o grupo analisa como e por que a identidade de certos metais, chamados metais de transição, afetar a reação. Eles também estudaram a eficiência do processo ao usar peróxido de hidrogênio - um oxidante ecologicamente correto cujo único resíduo é a água, não cloro ou CO2.

Para formar os monômeros críticos, olefinas e oxidantes passam por minúsculos, estruturas semelhantes a esponjas rígidas chamadas zeólitas. Esses zeólitos contêm íons metálicos nos espaços dos poros que atuam como catalisadores para empurrar a reação química em direção à via de produção de plástico, Disse Bregante.

"Este processo tem sido usado há décadas, "Flaherty disse." Ainda, as razões subjacentes de como os átomos de metal ativam o peróxido de hidrogênio e porque alguns metais são melhores do que outros para essa química não foram totalmente compreendidas. "

O grupo de Flaherty disse que sua reação pode seguir dois caminhos:um que leva à formação de monômeros e outro que leva à decomposição do peróxido de hidrogênio. Eles provaram em suas últimas pesquisas que as duas vias responderão de maneira diferente dependendo de qual metal é usado, e a próxima etapa será observar como a alteração do tamanho dos poros das zeólitas afetará as reações.

Ao desvendar mais dos mistérios dessa reação, Flaherty e Bregante disseram que sua pesquisa pode levar a uma adoção mais ampla pela indústria dessa versão ajustada e ambientalmente consciente de um processo muito mais antigo.

"Precisamos saber não apenas se funciona, mas também como funciona para convencer a indústria a fazer a mudança, "Disse Flaherty." As instalações de produção de plásticos começam a chegar ao fim de sua vida útil, e uma nova infraestrutura industrial baseada neste método revisado pode ser um novo começo. "