Production d'acides carboxyliques par une technique respectueuse de l'environnement
L'électrochimie offre de nouvelles possibilités
Des chercheurs de l'université de Mayence et d'Evonik ont mis au point une méthode innovante pour cliver et oxyder les doubles et triples liaisons dans les hydrocarbures.
Les polyamides sont présents dans de nombreux produits différents, tels que les cordes pour l'alpinisme, les parachutes en nylon et les matériaux pour l'impression 3D. Les acides dicarboxyliques sont utilisés comme éléments chimiques de base pour ces polyamides. Cependant, leur production a été difficile jusqu'à présent car les méthodes actuelles de génération d'acides dicarboxyliques à partir d'hydrocarbures saturés ou insaturés impliquent souvent de multiples étapes ainsi que l'utilisation de métaux lourds et d'acides forts, tandis que la consommation d'énergie et les coûts associés sont considérables. En outre, le processus entraîne souvent la libération d'oxydes d'azote (NOx), qui comptent parmi les gaz à effet de serre les plus problématiques en ce qui concerne le climat. Des chercheurs de l'université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) et d'Evonik ont récemment mis au point un moyen écologique de produire des acides (di)carboxyliques. Ils en rendent compte dans un article récemment publié dans Nature Communications.
L'électrochimie offre de nouvelles possibilités
"Notre technique est le tout premier procédé permettant de fabriquer les éléments constitutifs des polyamides à partir de composés pétrochimiques et même d'acides gras insaturés en utilisant une approche relativement économe", a déclaré le professeur Siegfried Waldvogel, conférencier de l'axe de recherche SusInnoScience - Chimie durable comme clé de l'innovation dans la science économe en ressources dans l'Anthropocène - à l'université de Mayence. La nouvelle technique fait appel à une méthode électrochimique dans laquelle les hydrocarbures à double ou triple liaison sont transférés dans une cellule d'électrolyse remplie d'un solvant. De l'oxygène est ensuite ajouté. Plus la concentration en oxygène est élevée, plus le processus est efficace.
"Ce qui est vraiment fascinant dans notre procédé, c'est que l'intervention électrochimique est nécessaire à la fois à l'anode et à la cathode", explique M. Waldvogel. Alors que des radicaux oxydants sont créés à l'anode, l'oxygène est réduit en anions superoxydes à l'électrode opposée. Les radicaux et les anions superoxydes se rassemblent dans la solution et réagissent pour former le produit souhaité, l'acide carboxylique. Les chercheurs ont répété le processus avec succès dans des cellules électrolytiques standard et à flux.
Le processus ne nécessite que de l'oxygène, de l'électricité et des composés hydrocarbonés.
Cette nouvelle technique présente de nombreux avantages : Les métaux lourds et les acides forts ne sont plus nécessaires et aucun oxyde d'azote n'est généré. Les seules matières premières nécessaires sont l'oxygène, l'électricité et les hydrocarbures à double liaison. Comme aucun sous-produit n'est créé et que le solvant peut être récupéré et recyclé, le processus est très rentable. "Il s'agit d'un procédé innovant et moins nocif pour la production d'acides carboxyliques, qui apporte une contribution précieuse aux fabricants qui souhaitent remplacer les procédés nuisibles au climat par une approche écologique", conclut M. Waldvogel. L'équipe de recherche travaille actuellement à la mise à l'échelle du procédé de laboratoire afin de le rendre utilisable à des fins commerciales.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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