Selettività aromatica altamente migliorata mediante accoppiamento di clorometano e monossido di carbonio su H-ZSM-5. Credito:Fang Xudong
Si prevede che il metano, il principale costituente del gas di scisto e del ghiaccio infiammabile, sostituirà il petrolio per produrre sostanze chimiche ad alto valore aggiunto come gli aromatici.
Il metano è relativamente altamente inerte, il che è causato dall'elevata forza di legame C-H e dalla struttura supersimmetrica e ne ostacola le applicazioni.
Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Liu Zhongmin e dal Prof. Zhu Wenliang del Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) ha sviluppato una strategia per la trasformazione del metano in aromatici mediante accoppiamento di CH3 Cl con CO su H-zeoliti.
Questo studio è stato pubblicato in Angewandte Chemie International Edition il 1 febbraio.
I ricercatori hanno utilizzato H-ZSM-5 come catalizzatori per ottenere un'elevata selettività aromatica e un'elevata selettività di benzene, toluene e xilene (BTX).
Hanno scoperto che la selettività per gli aromatici è aumentata dal 39,0% al 79,3% dopo l'introduzione di CO e la corrispondente selettività del BTX è aumentata dal 17,7% al 48,0% a 2,0 MPa, 673 K. Dopo aver ottimizzato le condizioni di reazione, la selettività degli aromatici ha raggiunto l'82,2 % e selettività BTX fino al 59,3%.
Inoltre, hanno scoperto che il 2,3-dimetil-2-ciclopentene-1-one (DMCPO) è stato generato da gruppi acetilici e olefine. Ed è stato dimostrato che la CO viene inserita negli anelli DMCPO e aromatici.
Quindi hanno proposto un nuovo meccanismo di aromatizzazione, inclusa la formazione degli intermedi di cui sopra, che ha notevolmente indebolito la reazione di trasferimento dell'idrogeno, determinando un aumento della selettività degli aromatici e un calo degli alcani.
"Il nostro studio amplia gli approcci alla trasformazione del metano in sostanze chimiche e garantisce lo sviluppo sostenibile del gas naturale in un percorso ambientale", ha affermato il prof. Zhu. + Esplora ulteriormente
