Poliamidi su prisutni u mnogim različitim proizvodima, kao što su užad za planinarenje, padobrani od najlona i materijali za 3D štampanje. Dikarboksilne kiseline se koriste kao hemijski gradivni blokovi za ove poliamide. Međutim, njihova proizvodnja je do danas bila izazovna jer trenutne metode generisanja dikarboksilnih kiselina iz zasićenih ili nezasićenih ugljovodonika često uključuju višestruke korake, kao i upotrebu teških metala i jakih kiselina, dok su potrošnja energije i troškovi s tim u vezi veliki.
Štaviše, proces često dovodi do oslobađanja azotnih oksida (NO k ), koji su među najproblematičnijim gasovima staklene bašte što se klime tiče. Istraživači sa Univerziteta Johanes Gutenberg u Majncu (JGU) i Evonik nedavno su razvili ekološki prihvatljiv način proizvodnje (di)karboksilnih kiselina. Oni o tome izveštavaju u članku nedavno objavljenom u Nature Communications.
„Naša tehnika je prvi proces koji pravi gradivne blokove za poliamide od petrohemijskih jedinjenja, pa čak i od nezasićenih masnih kiselina koristeći prilično štedljiv pristup“, rekao je profesor Zigfrid Valdvogel, govornik SusInnoScience—održiva hemija kao ključ inovacije u resursima -efikasna nauka u antropocenu – fokus istraživanja na Univerzitetu u Majncu.
Nova tehnika uključuje elektrohemijsku metodu u kojoj se ugljovodonici sa dvostrukim ili trostrukim vezama prenose u ćeliju za elektrolizu napunjenu rastvaračem. Zatim se dodaje kiseonik, pri čemu što je veća koncentracija kiseonika, to je proces efikasniji.
„Ono što je zaista fascinantno u vezi sa našim procesom je da je potrebna elektrohemijska intervencija i na anodi i na katodi“, objasnio je Valdvogel. Dok se oksidativni radikali stvaraju na anodi, kiseonik na suprotnoj elektrodi se redukuje u superoksidne anjone. Radikali i superoksidni anjoni se spajaju u rastvoru i reaguju da bi formirali željeni proizvod, karboksilnu kiselinu. Istraživači su uspešno ponovili proces u standardnim i protočnim elektrolitičkim ćelijama.
Ova nova tehnika ima mnoge prednosti: Teški metali i jake kiseline više nisu potrebni dok se ne stvaraju oksidi azota. Jedini potrebni početni materijali su kiseonik, struja i ugljovodonici sa dvostrukim vezama. Pošto se ne stvaraju nusproizvodi i rastvarač se može povratiti i reciklirati, proces je veoma isplativ.
„Ovo je inovativan i manje štetan proces za proizvodnju karboksilnih kiselina, čime se daje vredan doprinos onim proizvođačima koji žele da zamene procese koji štete klimi zelenim pristupom“, zaključio je Valdvogel. Istraživački tim trenutno radi na povećanju laboratorijskog procesa kako bi ga učinio izvodljivim za komercijalnu upotrebu.
