Kredit:Angewandte Chemie
En möjlig ersättning för dryckesbehållare tillverkade av PET är polyetenfurandikarboxylat (PEF), tillverkat av förnybara resurser. Produktionen av råvaran för PEF från biomassa är dock fortfarande ganska ineffektiv. En ny titanbaserad fotokatalysator kan vara på väg att ändra detta, vilket gör det mer ekonomiskt att få tillgång till råmaterialet för PEF från biomassa, som ett team av forskare rapporterar i tidskriften Angewandte Chemie International Edition .
Vid valorisering av biomassa erhålls nyckelkemikalien 5-hydroximetylfurfural (HMF) först från blandningen av naturliga ämnen. PEF är en återvinningsbar plast som kan tillverkas av HMF. Eftersom PEF har mycket liknande egenskaper som PET, det mest använda materialet för plastflaskor, används det som en biobaserad ersättning. Produktionen av PEF är dock fortfarande dyr, till stor del beroende på svårigheten att producera råvaran för PEF från HMF.
För att producera råvaran för PEF måste HMF oxideras, och detta steg är ineffektivt av två skäl. För det första bildas oönskade biprodukter vid oxidation med atmosfäriskt syre. Dessutom kräver de titanoxidbaserade katalysatorer som finns tillgängliga hittills UV-ljus. Eftersom UV-ljus bara utgör en liten del av solljusspektrumet är effektiviteten av denna fotokatalytiska reaktion låg, vilket gör processen dyr.
En grupp forskare under ledning av Ya-Qian Lan och Yifa Chen från South China Normal University (SCNU) i Nanjing, Kina, har nu utvecklat en titanbaserad fotokatalysator som övervinner båda hindren. En titankomponent i kombination med en organisk oxiderande grupp bildar platta, kristallina nanoskivor från ett organometalliskt ramverk. Genom att kemiskt koppla samman titanet med de organiska komponenterna skiftar ljusabsorptionen från UV till det synliga området, vilket avsevärt ökar effektiviteten, säger teamet.
Reaktionen är också mycket selektiv, eftersom relativt få reaktionspartners krävs och praktiskt taget inget avfall bildas. Författarna föreslår att skräddarsydda fotokatalysatorer som denna också skulle kunna användas för att göra ett antal andra reaktioner mer hållbara. + Utforska vidare
