211service.com
Plast fra sukker
Forskere ved Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) har fundet frem til en nem, billig metode til direkte at omdanne glucose til et kemikalie, der kan bruges til at fremstille polyester og anden plast, industrielle kemikalier og endda brændstoffer.
Sukkersyntese: Forskere ved Pacific Northwest National Laboratory har taget et vigtigt skridt mod målet om plante-afledte sukkerarter for at erstatte de oliebaserede forbindelser, der i øjeblikket bruges til at fremstille polyester og anden plast, industrielle kemikalier og brændstoffer. De har udviklet en nem, billig katalytisk proces til direkte at omdanne glucose til et alsidigt kemisk råmateriale.
Petroleum bruges almindeligvis til fremstilling af plast og forskellige kemiske produkter, såsom gødning og opløsningsmidler. Men forskere forsøger at finde en enkel og overkommelig måde at omdanne sukkerarter, herunder glukose og fruktose, i planter til forbindelser, der kan erstatte råolieråstoffer. Hvis det lykkes, kan en sådan teknologi bruge et kemikalie fremstillet af majs, kartofler og endda græs til at erstatte dem, der stammer fra olie.
Mens tidligere undersøgelser har vist forskellige måder at kemisk omdanne fructose og glucose til plastikmellemprodukter og endda brændstoffer, er disse omdannelsesprocesser komplicerede og dyre og er kun effektive til at omdanne fruktose. Glukose er et meget mere almindeligt sukker, fordi det kan udvindes direkte fra stivelse og cellulose, begge rigeligt i plantemateriale. Den store flaskehals har været at udnytte naturens mest rigelige byggesten, som er glukose, siger Z. Conrad Zhang , en videnskabsmand ved PNL's Institute for Interfacial Catalysis, der ledede arbejdet.
Zhang og hans kolleger har udviklet en katalyseproces til at omdanne sukkeret til en organisk forbindelse kaldet hydroxymethylfurfural eller HMF, som kan omdannes til polyester og et diesellignende brændstof. Teknikken, som forskerne beskriver i sidste uges Videnskab , giver næsten 90 procent af HMF fra fructose og 70 procent fra glucose.
Udbyttet fra fruktose svarer til det, der tidligere er rapporteret af andre forskningsgrupper, siger Zhang. Men han hævder, at hans proces er enklere og involverer færre trin, hvilket ville gøre det mere omkostningseffektivt. Tidligere metoder anvender en sur katalysator, og de kemiske reaktioner foregår i en vandbaseret opløsning, hvilket giver høje niveauer af urenheder. I stedet for en vandig opløsning bruger PNL-forskerne opløsningsmidler kendt som ioniske væsker, og de bruger metalchlorider som katalysatorer. Den resulterende kemiske reaktion giver næsten ren HMF, og slipper af med omkostningerne ved oprensning, siger Zhang.
Efter at have prøvet forskellige metalchlorider fandt forskerne ud af, at chromchlorid er den bedste katalysator for glucose. Den får mest HMF fra glukose og arbejder ved temperaturer på 80 °C for fruktose og 100 °C for glukose.
Evnen til at fremstille HMF direkte fra glucose og i relativt høje udbytter har fanget nogle eksperters opmærksomhed. Den nye teknik er et skridt i den rigtige retning, siger Leo Manzer, formand for Katalytisk indsigt , et konsulentfirma med base i Wilmington, DE. Det, folk har ledt efter, er en billigere råvare og en god måde at lave HMF på, siger han. Dette er et meget unikt, bemærkelsesværdigt system, som [Zhang] har opdaget.
Det endelige mål bliver at bygge en økonomisk reaktor, der kan omdanne celluloseholdig biomasse, såsom græs og plantestilke, til HMF. Zhang siger, at hans forskerhold allerede arbejder på en metode til at udnytte cellulose direkte. Men, siger han, vil det første skridt være at udvikle en kommerciel proces til at omdanne glukose til HMF, og det vil tage flere år.