Conversione catalitica di molecole con un atomo di carbonio come metano, anidride carbonica (CO ₂ ), metanolo (CH ₃ OH) e altri in prodotti chimici di valore superiore è di grande importanza per un'industria chimica vitale e sostenibile. dottorato di ricerca candidato Miao Yu, del TU/e ​​Dipartimento di Ingegneria Chimica e Chimica, esplorato la sintesi di un mattone alternativo, metantiolo (CH ₃ SH) - l'analogo dello zolfo di CH ₃ OH-da materie prime economiche e abbondanti, nonché l'ulteriore conversione di CH ₃ SH in olefine, che sono ampiamente utilizzati per la produzione di plastica. Lo sviluppo di catalizzatori per entrambe le fasi della reazione chimica pone le basi per nuovi processi chimici industriali. Yu difenderà il suo dottorato di ricerca. tesi il 2 dicembre 2020.

Oltre alla sua capacità di essere convertita in olefine, CH ₃ L'SH è utilizzato come materia prima importante per i prodotti contenenti zolfo nell'industria alimentare. Attualmente, è prodotto dalla tiolazione di CH ₃ OH, un processo che lo rende troppo costoso per la produzione su larga scala. Sintesi diretta di CH ₃ SH da semplici sostanze chimiche come monossido di carbonio e idrogeno solforato è stato già tentato 30 anni fa. Ciò ha portato allo sviluppo di una classe di catalizzatori al solfuro di molibdeno (K/MoS2) promossi da alcali che, nonostante la loro promessa, non ha ancora reso il processo di sintesi diretta abbastanza competitivo rispetto alla via convenzionale del metanolo.

Per il passaggio successivo, Yu ha esplorato il meccanismo di reazione di CH ₃ Sintesi di SH in dettaglio mediante tecniche spettroscopiche e microscopiche avanzate. Questi studi meticolosi hanno prodotto un risultato sorprendente:al posto del potassio (K), il cesio (Cs) mostra prestazioni molto migliori nel promuovere l'attività del MoS ₂ catalizzatori. Inoltre, si è scoperto che il MoS ₂ il componente non è affatto necessario:i soli solfuri alcalini possono catalizzare CH ₃ sintesi SH. Queste intuizioni consentono di sviluppare nuovi catalizzatori che sono molto più convenienti, avvicinandoci di un passo al CH . su larga scala ₃ sintesi SH.

Ora che ci sono prospettive per CH ₃ SH per diventare un prodotto chimico a buon mercato, vale la pena esplorare la conversione di questa semplice molecola in etilene, che è l'elemento costitutivo principale del polietilene. A tal fine, è necessario creare legami carbonio-carbonio. Data l'analogia tra CH ₃ OH e CH ₃ SH, Yu ha tentato di imitare il processo già industrializzato da metanolo a olefine (MTO). Una scoperta importante è stata che particolari zeoliti a pori piccoli hanno la capacità di catalizzare la conversione di CH ₃ SH in etilene con elevata selettività in un nuovo processo chimico chiamato "reazione metantiolo-olefine (MtTO)".

Con le sue ricerche, Yu mostra il potenziale di CH ₃ SH per diventare una nuova materia prima C1 per l'industria chimica. Indirettamente, questo può contribuire a ridurre le emissioni di gas serra, perché è possibile utilizzare CO ₂ può essere utilizzato anche come materia prima C1. Una prossima sfida è la sintesi diretta di metantiolo da CO ₂ intensificare il processo complessivo.