Figura 1. Idrogenazione del D-glucosio in D-sorbitolo. Credito:Università di Osaka
La maggior parte dei catalizzatori che promuovono la conversione del glucosio in sorbitolo offrono determinate proprietà mentre richiedono compromessi su altre. Ora, ricercatori dell'Università di Osaka hanno segnalato un catalizzatore di nanoparticelle di fosfuro di nichel supportato da idrotalcite (nano-Ni 2 P/HT) che spunta tutte le caselle. I loro risultati sono pubblicati in chimica verde .
Il sorbitolo è una molecola versatile ampiamente utilizzata negli alimenti, cosmetici, e industrie farmaceutiche. Vi è quindi un'urgente necessità di produrre sorbitolo in modo sostenibile, basso costo, e modo verde.
I catalizzatori al nichel comunemente usati nell'idrogenazione industriale del glucosio a sorbitolo sono instabili nell'aria e richiedono condizioni di reazione di hash. Le alternative metalliche rare, nonostante siano più efficienti, possono essere costose e sono suscettibili di avvelenamento.
Nano-Ni 2 P/HT è stabile all'aria ed ha un'elevata attività per l'idrogenazione del glucosio a sorbitolo. Inoltre, nano-Ni 2 P/HT produce una particolare struttura del sorbitolo, noto come D-sorbitolo, con una resa superiore al 99%. Questa elevata selettività consente di ottenere un prodotto di elevata purezza.
Il nano-Ni 2 L'idrogenazione catalizzata da P/HT può essere effettuata in acqua. Inoltre, il catalizzatore mostra una buona conversione e selettività quando la temperatura è di soli 25°C, rispetto a 100–180°C per i processi convenzionali, o quando la pressione del gas idrogeno è solo di 1 bar, rispetto a 50–150 bar. L'energia risparmiata utilizzando queste condizioni miti porterebbe a procedure più verdi e più sostenibili, oltre a ridurre i costi di esercizio.
Figura 2. (a) fotografia e (b) immagine al microscopio elettronico della nanolega di fosfuro di nichel supportata da idrotalcite (nano-Ni2P/HT). Credito:Università di Osaka
"Il nostro nano-Ni 2 Il catalizzatore P/HT ha superato le tradizionali alternative al nichel in termini sia di attività catalitica che di quantità di D-sorbitolo prodotta, il che è molto incoraggiante, ", spiega il primo autore dello studio Sho Yamaguchi. "nano-Ni 2 Il P/HT ha anche fornito una resa migliore di D-sorbitolo rispetto a un catalizzatore di metallo nobile disponibile in commercio".
L'uso ripetuto del catalizzatore ha mostrato che il nano-Ni 2 P/HT potrebbe essere riciclato senza perdite significative di prestazioni. La reazione potrebbe essere condotta anche ad alta concentrazione di glucosio (50 wt%), che dimostra la fattibilità del catalizzatore per l'uso su larga scala.
"Il miglioramento continuo del catalizzatore industriale è necessario per ottenere risultati sostenibili, produzione a basso costo con una coscienza ambientale, ", afferma l'autore corrispondente dello studio Takato Mitsudome. "Crediamo che il nostro catalizzatore darà un contributo importante, non solo alla produzione di D-sorbitolo, ma allo sviluppo di altri processi che supportano il farmaceutico, cibo, e dell'industria cosmetica".
