p Peróxido de hidrogênio (H ₂ O ₂ ) é usado para desinfetar pequenos cortes em casa e para reações oxidativas na fabricação industrial. Agora, a pandemia aumentou ainda mais a demanda por esse produto químico e suas propriedades anti-sépticas. Embora acessível no supermercado, H ₂ O ₂ é realmente difícil e caro de fabricar em grande escala. p Uma equipe liderada pela Universidade de Illinois Urbana-Champaign demonstrou um método mais eficiente e ecologicamente correto para produzir H ₂ O ₂ , de acordo com um estudo recente publicado no Jornal da American Chemical Society .

p "Embora os dois ingredientes - hidrogênio e oxigênio - sejam baratos ou disponíveis gratuitamente na atmosfera, o peróxido de hidrogênio é altamente reativo e instável, o que torna muito difícil de produzir, "disse o primeiro autor Tomas Ricciardulli, um estudante de graduação em engenharia química e biomolecular na UIUC.

p Atualmente, produzindo H ₂ O ₂ requer um complicado, processo de várias etapas e grandes instalações. Moreso, este método tradicional depende de um produto químico intermediário (antraquinona) derivado de combustíveis fósseis.

p Décadas atrás, pesquisadores propuseram uma forma mais simples, mais barato, e método alternativo de uma etapa 'mais ecológico' em que um catalisador (nanopartículas de paládio-ouro) conduz a reação. Bônus:o catalisador pode ser reciclado para produzir peróxido de hidrogênio continuamente.

p "Contudo, hidrogênio e oxigênio também formam água, e este método proposto de 'síntese direta' era conhecido por sintetizar 80 por cento de água e apenas 20 por cento de peróxido de hidrogênio, "disse o autor principal David Flaherty, professor de engenharia química e biomolecular da UIUC. "Os cientistas debateram ferozmente o arranjo dos átomos de paládio e ouro necessários nas nanopartículas para aumentar a seletividade do peróxido de hidrogênio e por que isso funciona."

p Uma proporção mais alta de átomos de ouro para paládio no catalisador produz mais H ₂ O ₂ e menos água. Os pesquisadores descobriram que um catalisador com uma proporção de um paládio para 220 átomos de ouro gera quase 100 por cento de peróxido de hidrogênio, que está prestes a diminuir os retornos.

p Significativamente, os catalisadores fornecem desempenho estável ao longo de muitos dias de uso, alcançar continuamente essas seletividades notáveis ​​para H ₂ O ₂ , e fazê-lo usando água limpa como solvente, o que evita os aditivos corrosivos e problemáticos frequentemente usados ​​para esta química.

p A organização desses átomos dentro do catalisador também conta:átomos de paládio tocando uns aos outros favorecem a formação de água, enquanto átomos de paládio rodeados por ouro favorecem H ₂ O ₂ formação.

p O que mais, eles descobriram que a influência se estende do primeiro anel de átomos vizinhos que circundam o átomo de paládio até a segunda camada de átomos, ligou para os vizinhos mais próximos. Mais H ₂ O ₂ é sintetizado quando os vizinhos de um dado átomo de paládio e os vizinhos mais próximos são todos ouro.

p "Demonstramos como criar um catalisador muito eficiente e seletivo, "disse Flaherty, que também é bolsista do corpo docente da Dow Chemical Company. "Embora prometendo, ainda há obstáculos a serem superados para adotar esse método comercialmente. "

p O grupo de pesquisa Flaherty está buscando o desenvolvimento de catalisadores de nanopartículas com novas composições e reatores para permitir métodos químico-eletroquímicos híbridos para essa reação. "Nosso objetivo final é desenvolver tecnologia viável para a produção distribuída de H ₂ O ₂ o que abriria portas para muitas alternativas sustentáveis ​​aos processos químicos tradicionais. "

p Os pesquisadores também esperam que suas atividades revelem outros conceitos científicos importantes para eletrificar a fabricação de produtos químicos ao longo do caminho.