Akryl är en otroligt mångsidig och användbar familj av kemikalier som används i alla typer av produkter, från blöjor till nagellack. Nu, ett team av forskare från UConn och ExxonMobil beskriver en ny process för att göra dem. Den nya metoden skulle öka energieffektiviteten och minska giftiga biprodukter, de rapporterar i numret 8 februari av Naturkommunikation .

Den globala marknaden för akrylsyra är enorm. Världen använde nästan 5 miljoner ton av det 2013, enligt industrigruppen PetroChemicals Europe. Och inte konstigt, för akryl och de närbesläktade akrylaterna är byggstenarna för många sorters plaster, lim, textilier, färgämnen, målar, och papper. Sammansatta i långa kedjor, de kan göra alla möjliga användbara material. akrylat blandat med natriumhydroxid, till exempel, gör ett superabsorberande material som används i blöjor. Lägg till extra metylgrupper (kol plus tre väten), och akrylat gör plexiglas.

De nuvarande industriella processerna för att tillverka akryl kräver höga temperaturer nära 450 F, och producera oönskade och ibland skadliga biprodukter, som etylen, koldioxid, och vätecyanid.

UConn kemisten Steve Suib, föreståndare för universitetets institut för materialvetenskap, och kollegor på UConn och ExxonMobil har designat ett nytt sätt att tillverka akryl vid milda temperaturer. Deras teknik kan finjusteras för att undvika att producera oönskade kemikalier.

"Forskare vid ExxonMobil Research &Engineering som samarbetar med professor Suibs grupp i UConn har undersökt ny teknik som kan sänka energiintensiteten, hoppa över steg, förbättra energieffektiviteten, och minska CO2-fotavtrycket i produktionsprocessen av akryl, " säger Partha Nandi, en kemist på ExxonMobil. "Den senaste publikationen i Naturkommunikation beskriver upptäckten av en ny väg för att producera en klass av akrylatderivat i potentiellt färre steg och med mindre energi."

Tekniken använder en porös katalysator gjord av mangan och syre. Katalysatorer är material som används för att påskynda reaktioner. Ofta, de ger en yta för molekylerna att sitta på medan de reagerar med varandra, hjälpa dem att mötas i rätt konfigurationer för att utföra dådet. I detta fall, porerna fyller den rollen. Porerna är 20 till 500 Ångström breda, tillräckligt stor för att ganska stora molekyler ska få plats inuti. Manganatomerna i materialet kan byta sina elektroner med närliggande syre, vilket gör det lättare för rätt kemiska reaktioner att ske. Beroende på utgångsingredienserna, katalysatorn kan underlätta alla olika typer av akryl och akrylater, med mycket lite avfall, säger Suib.

"Vi hoppas att det här kan skalas upp, " säger han. "Vi vill maximera avkastningen, minimera temperaturen, och göra en ännu mer aktiv katalysator, Det kommer att hjälpa reaktionen att gå snabbare. Gruppen fann också att tillsats av lite litium hjälpte till att påskynda saker, för. De studerar för närvarande litiums exakta roll, och experimentera med sätt att förbättra mangan- och syrekatalysatorn.