Учёные намерены получать бензин и пластик из деревьев

Предшествующую работу Конрада Чжана и его коллег (по преобразованию глюкозы в HMF) журнальчик Chemical Engineering News именовал одним из важнейших исследовательских работ 2007 года. Что он произнесет сейчас, когда вышло колоритное продолжение той же темы? (фото PNNL)

Речь идёт о соединении HMF (5-hydroxymethylfurfural — гидроксиметилфурфурол), которое обширно применяется как база для синтеза огромного числа различных полимеров, употребляется в других областях хим индустрии и даже может применяться как база для производства синтетического горючего для ДВС (как бензина, так и дизтоплива).

Синтез HMF из возобновляемого растительного сырья возможно окажется магистральным оковём избавления целой отрасли от нефтяной зависимости. Но основным камнем преткновения тут выступала даже не разработка как такая (подбор цепочек реакций), а КПД процесса и себестоимость продукта. Пока 1-ый был низок, а 2-ая высока, — об избавлении от нефтяной иглы гласить не приходилось.

Ещё в 2006-м учёные из института Висконсина (University of Wisconsin-Madison) отыскали действенный метод производства HMF из фруктозы, и это был 1-ый большой шаг к «большой зелёной химии». Через год Чжан и его коллеги научились синтезировать HMF из глюкозы. И это оказалось ещё заманчивее — ведь глюкозу можно в множествах получать из биомассы различного происхождения.

Но процесс, пусть и был эффективнее, чем всё продемонстрированное в этой области ранее, всё равно был отдалёк от эталона. И вот сейчас Конрад докладывает о прорыве: найден метод синтеза HMF прямо из целлюлозы, в обход стадии синтеза сахаров и всего в один шаг.

А целлюлозы, как понятно, полным-полно в древесной породе, различной траве, просе в конце концов. Всё это «добро» можно культивировать в множествах, получая HMF в промышленных масштабах без всякой нефти.

Это заманчивая перспектива сначала для США. Страны, которая издавна грезит если не избавиться от импорта чёрного золота, то во всяком случае уменьшить зависимость от него. Ранее учёные, кстати, уже призывали развернуть промышленный синтез искусственной нефти из числа тех же древесных отходов, благо технологии, в принципе, есть.

В предшествующей собственной работе Чжан и коллеги нашли, что композиция хлорида хрома и ионной воды преобразует глюкозу в очень незапятнанный HMF. Но оставался вопрос — как отлично получать обыкновенные сахара из целлюлозы? Ведь весь процесс был должен быть ещё и дешёвым, и с огромным выходом сырья, и с минимумом примесей, чтоб не создавать для себя проблем с чисткой.

Сейчас же команда химиков отыскала, что композиция из хлорида меди и хлорида хрома при 120 градусах Цельсия разлагает целлюлозу, не создавая при всем этом огромного количества ненужных побочных товаров. Также учёные провели тесты и узнали, что сочетание этих 2-ух металл-хлоридов и ионной воды конвертирует целлюлозу в 10 раз резвее и при более низких температурах, чем обычный метод с применением кислоты.