Chất xúc tác mới sản xuất nhựa bền vững hơn

Propene, hoá chất hữu cơ được sản xuất nhiều thứ hai trên thế giới, là thành phần chính của nhựa có trong nhiều hàng hóa tiêu dùng như thiết bị điện tử, quần áo và bao bì thực phẩm.

Ảnh minh họa

Nhiều năm qua, các nhà máy lọc dầu đã sản xuất được khối lượng lớn propene thông qua quy trình "cracking bằng hơi nước" để chuyển đổi naptha có nguồn gốc từ dầu mỏ thành những thành phần có ích. Tuy nhiên, trong thập kỷ qua, nhiều nhà máy lọc dầu ở Hoa Kỳ đã chuyển sang sử dụng phương pháp cracking bằng khí đá phiến do sản lượng khí đá phiến trong nước đã tăng vọt. Vì vậy, nguồn cung cấp propene giảm, tạo cơ hội thị trường cho các phương pháp sản xuất propene thay thế.

Để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng, trong nhiều thập kỷ qua, ngành công nghiệp hóa chất đã nghiên cứu sản xuất hợp chất propene bằng quy trình hóa học gọi là "khử hydro oxy hóa propane" (ODHP). Hiện nay, một nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Wisconsin-Madison do GS. Ive Hermans, chuyên ngành hóa học và kỹ thuật hóa học dẫn đầu, đã phát hiện ra một chất xúc tác mới để thúc đẩy phản ứng ODHP. Đây là các chất xúc tác ống nano boron nitride lục giác và boron nitride trong phản ứng hóa học chuyển đổi propane thành propene.

Trong phản ứng, chất xúc tác boron nitride mới tạo ra tỷ lệ propene cao hơn so với các chất xúc tác oxit truyền thống. Mặc dù các chất xúc tác truyền thống thúc đẩy các phản ứng tạo thành CO2 và các sản phẩm phụ khác ngoài propene, nhưng các chất xúc tác mới lại sản sinh ethene, một hợp chất công nghiệp có ích.

"Chất xúc tác boron nitride không độc hại, không chứa các kim loại quý và giảm nhiệt độ phản ứng nên tiết kiệm năng lượng", nghiên cứu sinh Joseph Grant, tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết. Ngoài ra, chất xúc tác boron nitride có thể được sử dụng liên tục mà không cần bước tái tạo trung gian trong quá trình khử hydro thay thế.

Dòng chất xúc tác mới cung cấp một phương pháp bất ngờ và cần ít tài nguyên để chuyển đổi propane thành propene. Trong tương lai, ngành công nghiệp hóa chất sẽ xây dựng các nhà máy áp dụng công nghệ này. Tuy nhiên, do cần đầu tư lớn cho cơ sở hạ tầng, nên việc mở rộng áp dụng quy trình này trên quy mô công nghiệp vẫn sẽ mất nhiều năm.