Преобразование углекислого газа, выделяемого в результате парниковых выбросов, в ценные органические продукты — это один шаг к смягчению вредного воздействия выбросов на окружающую среду. Группа исследователей из Инженерной школы Маккелви при Вашингтонском университете в Сент-Луисе показала, что монооксид углерода является более перспективным исходным источником для производства органических кислот, чем диоксид углерода.
Исследование опубликовано онлайн 5 августа в Green Chemistry
Элиадж Тимсен, доцент кафедры энергетики, окружающей среды и химической инженерии, и Алкина Джонсон Судагар, научный сотрудник его лаборатории, исследовали преобразование монооксида углерода в две промышленно важные органические кислоты с использованием нетепловой плазмы при атмосферном давлении в водных растворах.
Их работа подчёркивает значительное увеличение выхода щавелевой и муравьиной кислот из монооксида углерода по сравнению с диоксидом углерода, что делает двухэтапный процесс преобразования углекислого газа в монооксид углерода, а затем в органические кислоты привлекательным предложением.
«Система плазма-жидкость улучшает условия реакции, позволяя избежать высоких давлений и температур, и обеспечивает более экологически чистый метод, устраняя необходимость в катализаторах или химических активаторах», — сказала Судагар. «Наши результаты способствуют продвижению эффективных и экономически выгодных путей фиксации углекислого газа и устойчивого производства органических кислот».
Команда обнаружила, что когда монооксид углерода реагирует в плазме в водном растворе, он подвергается реакции водяного газа, в результате которой образуются растворённый диоксид углерода и газообразный водород. Органические кислоты служат промежуточными продуктами в этой реакции.
«Термодинамические расчёты показали, что синтез органических кислот из монооксида углерода является экзотермическим и эндергоническим процессом, в то время как их разложение — эндотермическим и экзергоническим», — сказала Судагар. «Поэтому для максимизации выхода этих органических кислот было важно снизить температуру реакции. Кроме того, производство промежуточных соединений органических кислот значительно усиливалось в щелочных условиях, что указывает на pH-зависимый механизм реакции».
Предоставлено:
Вашингтонский университет в Сент-Луисе.