p Em um ano que já abalou as cadeias de suprimentos de manufatura, ainda outra escassez está complicando a vida dos fabricantes e consumidores:plásticos, e a embalagem de alimentos, componentes automotivos, confecções, equipamentos médicos e de laboratório e inúmeros outros itens que dependem deles. p Mas um novo catalisador químico desenvolvido na Universidade de Michigan poderia permitir a produção de mais matéria-prima para o segundo plástico mais usado no mundo. A matéria-prima, propileno, é usado para fazer o polipropileno plástico - 8 milhões de toneladas a cada ano.

p O novo catalisador, que pode fazer propeno a partir do gás natural, é pelo menos 10 vezes mais eficiente do que os catalisadores comerciais atuais. E dura 10 vezes mais antes de precisar de regeneração. É feito de nanopartículas de platina e estanho que são suportadas por uma estrutura de sílica.

p "A indústria mudou ao longo dos anos de matérias-primas de petróleo para gás de xisto, "disse Suljo Linic, o Professor Colegiado Martin Lewis Perl de Engenharia Química na U-M e autor sênior em um artigo publicado em Ciência . "Então, tem havido um esforço para encontrar uma maneira de produzir propeno de maneira eficiente a partir do propano, um componente do gás de xisto. Esse catalisador atinge esse objetivo. "

p O segredo para uma 'desidrogenação não oxidativa' eficiente

p O propileno tem sido tradicionalmente produzido em refinarias de petróleo em grandes steam crackers que quebram a matéria-prima do petróleo em moléculas de hidrocarbonetos mais leves. Mas o craqueamento do gás de xisto para produzir propileno tem sido ineficiente.

p O novo catalisador pode produzir propileno com eficiência - uma molécula com três átomos de carbono e seis hidrogênios - a partir do propano, que tem dois hidrogênios adicionais. Ele usa um processo chamado desidrogenação não oxidativa. Uma das razões pelas quais os catalisadores atuais são ineficientes é que eles exigem a adição de hidrogênio ao processo. Essa abordagem não.

p A principal inovação do novo catalisador é como ele usa a sílica como estrutura de suporte para as nanopartículas de platina e estanho, em vez da alumina que é usada nos catalisadores atuais. A alumina reage com o estanho, fazendo com que se separe da platina e quebre o catalisador. Como o novo catalisador impede essa reação, tem uma vida mais longa.

p "A sílica como suporte para nanopartículas de platina-estanho já foi tentada antes, mas as técnicas de síntese convencionais não eram precisas o suficiente para permitir a interação próxima entre a platina e o estanho, "disse Ali Hussain Motagamwala, Bolsista de pós-doutorado da U-M e primeiro autor do artigo.

p "Superamos isso sintetizando primeiro um complexo de platina-estanho com excelente interação. Em seguida, apoiamos esse complexo na sílica para produzir um catalisador muito bem definido que é ativo, seletivo e estável durante a desidrogenação não oxidativa do propano. "

p A chave para a comercialização será encontrar uma maneira de regenerar o catalisador depois que ele se tornar obstruído pelo carbono. Mesmo que os catalisadores atuais tenham vida curta, Linic diz, a indústria química desenvolveu um sistema complexo que pode regenerar o catalisador incrustado de forma rápida e eficiente. Um sistema semelhante precisará ser desenvolvido para o novo catalisador.

p Estabilizando suprimentos de propileno

p "Construir os tipos de plantas que executariam esse processo em escala comercial seria um investimento enorme, e por esse motivo, a indústria química tende a se mover lentamente, "Linic disse." Este catalisador é muito bom, mas a regeneração é a próxima grande questão. "

p Enquanto o catalisador ainda está em fase de pesquisa, tem a possibilidade de reforçar o suprimento mundial de propeno, que foram esgotados pela demanda global disparada, Problemas de produção impulsionados pelo COVID e uma série de paralisações relacionadas a furacões nas refinarias de petróleo da Costa do Golfo que produzem o produto químico.

p O artigo é intitulado "Catalisadores estáveis ​​e seletivos para desidrogenação de propano operando no limite termodinâmico."