新技術(shù)：新觸媒は廃棄物を価値のある環(huán)境保護(hù)製品に転化することができる

この新しい觸媒は、水素と炭素のみからなる有機(jī)化合物である脂肪族炭化水素化合物に官能基を添加することを目的としている。これらの炭化水素は通常、官能基の欠如により獨(dú)立した層を形成するために水と混合されない。これらの炭化水素鎖に官能基を加えることにより、材料の特性を大きく変え、より回収しやすくすることができる。

「天然ガス中のメタンは最も簡単な炭化水素であり、炭素?水素（CH）結(jié)合しかない。油とポリマーは炭素原子鎖を持ち、炭素?炭素（CC）結(jié)合で結(jié)合している」とSadow氏は説明する。

脂肪族炭化水素は大量の石油と精製石油製品、例えばプラスチックと機(jī)械油を構(gòu)成している。これらの材料は「他の機(jī)能団がないことは、生分解されにくいことを意味する」とSadow氏は言う?！袱筏郡盲啤⒂|媒分野の1つの目標(biāo)は、これらの種類の材料を、酸素などの他の原子を添加したり、これらの簡単な化學(xué)品から新しい構(gòu)造を構(gòu)築したりすることができることです」。

殘念なことに、炭化水素鎖に原子を添加する従來の方法は大量のエネルギー投入を必要としている。まず、石油は加熱され、加圧されて小さな構(gòu)築ブロックに「分解」される。次に、これらの部材を用いて鎖を成長させる。最後に、鎖の末端に必要な原子を追加します。この新しい方法では、従來の脂肪族炭化水素は分解する必要がなく、低溫で直接転化することができる。

Sadowのチームは、アルミニウムを小さな鎖の末端に接続しながら、これらの炭化水素鎖中のCC結(jié)合を破る觸媒を使用していた。次に、彼らは酸素や他の原子を挿入して機(jī)能団を?qū)毪筏?。相補(bǔ)的なプロセスを開発するために、チームはCCキーの破斷ステップを回避する方法を見つけた。出発材料の鎖長と製品の理想的な特性に基づいて、研究者は鎖を短縮したり、簡単に酸素機(jī)能団を添加したりしたいと考えている。CC分解を回避できれば、原則として觸媒からアルミニウムに鎖を移し、空気を加えて官能基を取り付けることができる。

Sadow氏は、この觸媒は市販のジルコニウム化合物を市販のシリカ?アルミナに付著させて合成したと説明した。これらの物質(zhì)は地球上で豊富で安価であり、將來の潛在的なビジネス応用に有利である。

また、觸媒と反応物は持続性とコストの面でも優(yōu)れている。アルミニウムは地球上で最も豊富な金屬であり、使用されるアルミニウム反応物の合成によって廃棄される副産物は生じない。ジルコニア系觸媒前駆體は空気中で安定であり、容易に得られ、反応器で活性化される。そのため、空気に極めて敏感な初期の有機(jī)金屬化學(xué)の多くとは異なり、この觸媒前駆體は扱いやすい。

この化學(xué)反応は、各種プラスチックの物理的特性に影響を與えることができる方向への一歩であり、例えば、より強(qiáng)固で著色しやすいようにする

Sadowはこのプロジェクトの成功をiCOUPの協(xié)力性のおかげだと考えている。エイムズ國立実験室のペラスチームは、核磁気共鳴（NMR）分光法を用いて觸媒構(gòu)造を研究した。コーネル大學(xué)とアーゴン國立研究所のCoates、LaPointe、Delferroのチームはポリマーの構(gòu)造と物理特性を研究した。イリノイ大學(xué)のPetersチームは、ポリマーの機(jī)能化を統(tǒng)計的にモデル化した。