El uso de gas natural como materia prima para la producción de productos químicos es un objetivo que se persigue intensamente en la investigación química. Los científicos que trabajan con Javier Pérez-Ramírez, profesor de ingeniería de catálisis, ahora han logrado optimizar un proceso que permite que los componentes del gas natural seanactualizado a productos químicos de mayor valor ". Tomamos una molécula del metano que constituye el gas natural CH4 y reemplazamos uno de sus átomos de hidrógeno con un átomo de bromo para formar bromuro de metilo CH3Br", explica Pérez-Ramírez.ser utilizado como material base en la industria química para la producción de combustibles y una gama de productos químicos, como polímeros y productos farmacéuticos ".
reciclaje completo de bromo
Cuando el bromuro de metilo se transforma en combustibles y productos químicos, el bromo se libera en forma de bromuro de hidrógeno HBr ". La belleza de nuestra reacción es que permite que el bromo del bromuro de hidrógeno se vuelva a incorporar al bromuro de metilo, utilizando oxígenoDe esta manera, el ciclo de bromo se cierra y no se pierde bromo ", dice Pérez-Ramírez.
La oxibromación de metano, como se llama la reacción, ya se puede llevar a cabo hoy en día utilizando catalizadores aceleradores de reacción. Sin embargo, generalmente generan grandes cantidades de productos no deseados. Por lo tanto, los especialistas en catálisis de ETH buscaron una manera de mejorar la reacciónselectividad. En un proceso de selección de varios pasos, investigaron una gran cantidad de diferentes materiales catalizadores. El fosfato de vanadio demostró ser el más adecuado.
Más eficiente que a través de syngas
El fosfato de vanadio es un catalizador oxidante relativamente suave, y esto es exactamente lo que los químicos buscan en la oxibromación de metano. Por un lado, el catalizador es lo suficientemente fuerte como para permitir que el bromuro de hidrógeno reaccione con el oxígeno en la superficie del catalizador.Por otro lado, la acción catalítica del fosfato de vanadio es demasiado débil para oxidar el metano no deseado y los productos de reacción bromados.
"Nuestro método permite bromar metano en un solo paso a presión atmosférica y a temperaturas inferiores a 500 grados centígrados. Esto lo convierte en una ruta atractiva para la industria", dice Vladimir Paunovi ?, un estudiante de doctorado en el grupo de Pérez-Ramírez.Actualmente, el metano se convierte industrialmente en productos químicos de mayor grado utilizando gas de síntesis como intermediario, sin embargo, este método es extremadamente intensivo en energía ya que requiere altas presiones hasta 30 bares y altas temperaturas hasta 1,000 grados.
larga vida útil del catalizador
El nuevo catalizador es excepcionalmente estable. "El bromo es un halógeno. Los halógenos reaccionan muy fácilmente con el metano, lo cual es deseable en este caso, pero también atacan al catalizador", explica Paunovi. "Nuestro catalizador resiste el ambiente de reacción corrosivo,que es esencial para su potencial aplicación industrial "
La razón por la cual los investigadores químicos se esfuerzan por hacer un mayor uso del gas natural como materia prima para la síntesis es principalmente porque ocurre en grandes cantidades ". Actualmente estamos experimentando un auge en la exploración de gas natural. Si incluye poco convencional, difícil de"Los depósitos de acceso, como el gas de esquisto bituminoso o el metano del lecho de carbón, indican que los depósitos de gas durarán al menos 100 años", dice Pérez-Ramírez. Hoy, la materia prima que generalmente se usa para productos químicos es el petróleo. Los depósitos de petróleo están en declive,sin embargo, y los químicos ven el gas natural como una alternativa adecuada.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Original escrito por Fabio Bergamin. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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