Фотоэнергия для преобразования жирных кислот в алканы

Такой устойчивый и экологически чистый процесс является многообещающим. Он соединяет химию фотосинтеза и промышленный катализ, расширяет цепочку утилизации фотоэнергии

Фотокаталитическое декарбоксилирование может стать эффективным альтернативным методом превращения жирных кислот, полученных из биомассы, в алканы при давлении окружающей среды и умеренных температурах. Открытие [1] опубликовано в Nature Catalysis.

Длинноцепочечные алканы являются основным компонентом дизельного и реактивного топлива. Производство этих алканов из возобновляемой биомассы, такой как жирные кислоты, а не из ископаемых источников, важно для обеспечения устойчивого энергоснабжения. Тем не менее, большинство устоявшихся каталитических систем требуют жестких условий эксплуатации, например, высокой температуры и давления, а также чрезмерного потребления H₂.

Декарбоксилирование жирных кислот биологического происхождения может обеспечить устойчивый путь для производства алкановых продуктов в мягких условиях. Однако, из-за неконтролируемой реакционной способности алкильных радикалов, образование желаемых алканов характеризуется низкой селективностью.

Исследователи обнаружили, что при освещении декарбоксилирование жирных кислот может быть легко индуцировано фотогенерированными дырками на полупроводнике TiO₂, в результате чего образуются промежуточные соединения алкильного радикала. При воздействии на катализатор Pt/TiO₂ в водородной среде светом, взаимодействие между катализатором и Н₂ приводит к образованию обогащенной водородом поверхности.

Талловое масло и жирные кислоты соевых бобов являются малоценными побочными продуктами переработки целлюлозы и соевого масла. Исследователи провели конверсию этих двух промышленных смесей с получением алкановых компонентов с высокой выработкой (до 95%).

«Такой устойчивый и экологически чистый процесс является многообещающим. Он соединяет химию фотосинтеза и промышленный катализ, расширяет цепочку утилизации фотоэнергии».

Ссылки:

1. https://doi.org/10.1038/s41929-020-0423-3

Источник: EurekAlert