Representação esquemática da estratégia de descarboxilação fotocatalítica para a produção de alcanos a partir de ácidos graxos derivados de biomassa. Crédito:Huang Zhipeng
Pesquisadores liderados pelo Prof. Wang Feng no Instituto Dalian de Física Química (DICP) da Academia Chinesa de Ciências relataram que a descarboxilação fotocatalítica é uma via alternativa eficiente para converter ácidos graxos derivados de biomassa em alcanos sob condições suaves de temperatura e pressão ambiente . Esta descoberta foi publicada em Catálise Natural em 19 de fevereiro.
Os alcanos de cadeia longa são o principal componente do diesel e do combustível de aviação. Portanto, produção desses alcanos a partir de biomassa renovável, como ácidos graxos derivados de biomassa em vez de recursos fósseis, é importante para o desenvolvimento de um abastecimento de energia sustentável. Contudo, a maioria dos sistemas catalíticos estabelecidos exige condições operacionais adversas (ou seja, alta temperatura e pressão) e H excessivo 2 consumo.
Os pesquisadores descobriram que sob iluminação, a descarboxilação de ácidos graxos pode ser facilmente induzida por orifícios fotogerados no semicondutor TiO 2 , subsequentemente gerando intermediários de radicais alquil.
Contudo, devido à reatividade incontrolável de radicais alquil, a produção dos alcanos desejados foi caracterizada pela baixa seletividade. "O controle racional da conversão de intermediários radicais para a terminação preferencial de hidrogênio é a chave para a alta seletividade na obtenção de produtos alcanos, "disse o Prof. Wang.
Os cientistas descobriram que ao expor o catalisador Pt / TiO 2 para H 2 na atmosfera com luz, a interação entre o catalisador e H 2 gerou uma superfície rica em hidrogênio, portanto, os radicais gerados por foto podem ser eliminados rapidamente por espécies de hidrogênio de superfície, inibindo assim grandemente a oligomerização.
Estes resultados mostram que os alcanos Cn-1 podem ser obtidos a partir de ácidos graxos C12-C18 derivados de biomassa em altos rendimentos (maior ou igual a 90%) sob condições moderadas (30 ° C, H 2 pressão menor ou igual a 0,2 MPa) com irradiação de LED de 365 nm. Além disso, as taxas médias de produção são comparáveis às dos sistemas termocatalíticos operando sob condições de reação adversas.
O óleo alto e os ácidos graxos de soja são subprodutos de baixo valor das indústrias de refino de celulose e óleo de soja, respectivamente. Os pesquisadores realizaram a conversão dessas duas misturas industriais de ácidos graxos, obtenção de produtos alcanos com alto rendimento (até 95%).
"Esse processo ecológico e ecológico é promissor. Ele une a química fotossintética e a catálise industrial, e estende a cadeia de utilização da fotoenergia. É particularmente promissor, considerando os abundantes ácidos graxos de baixa qualidade disponíveis na China, "disse Wang.
