Photokatalyse entschärft Aceton-Herstellung

Wissenschaftler bannen Explosionsgefahr, senken Kosten und reduzieren den Bedarf an Energie

Im Labor: Aceton lässt sich künftig schonender herstellen (Foto: jarmoluk, pixabay.com)

São Carlos/Minas Gerais/Potsdam (pte003/15.09.2023/06:10) - Aceton lässt sich künftig ohne Sicherheitsrisiken und weitaus billiger als bisher herstellen. Das neue Verfahren von Wissenschaftlern der Bundesuniversität von São Carlos ( https://www.ufscar.br ) (UFSCar) und der Bundesuniversität von Minas Gerais ( https://ufmg.br ) (UFMG) sowie des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung ( https://www.mpikg.mpg.de ) basiert auf Propanoxidation und einer photokatalytischen Reaktion mit Eisenchlorid in Gegenwart von Licht.

Chlor trennt Ausgangsstoffe

"Wir haben herausgefunden, dass Eisenchlorid Chlor produziert, wenn es mit einer bestimmten Wellenlänge bestrahlt wird. Chlor ist ein starkes Oxidationsmittel, das die Bindung zwischen Kohlenstoff und Wasserstoff kappt. Dadurch entsteht ein Radikal, das in Gegenwart von Sauerstoff zur Bildung von Aceton führt. Wir haben eine sehr wichtige Reaktion auf eine ganz andere Art und Weise und mit sehr einfachen Elementen erreicht", sagt UFSCar-Chemiker Ivo Freitas Teixeira.

Das Standard-Aceton-Herstellungsverfahren umfasst mehrere Stufen. Propan, ein Erdölprodukt, wird in Propylen umgewandelt, ein leicht entzündliches Gas, das bei hohen Temperaturen und Drücken mit Benzol und dann mit Sauerstoff zu Aceton reagiert. Die Sicherheitsvorkehrungen müssen hoch sein, um Explosionen zu verhindern. Aceton wird bei der Herstellung einer Vielzahl von Produkten verwendet, etwa von Klebstoffen, Antibiotika, Elektronik, Lösungsmitteln, Tinten und Vitaminen.

Zwischenstufe wird übersprungen

Die Herstellung von Propylen in Zwischenstufen wird übersprungen. Es ist sicherer, da es keine Sauerstoffreaktionen bei hohen Temperaturen und Drücken oder brennbare und gefährliche Zwischenprodukte beinhaltet. Auch benötigt es weniger Energie, was kostengünstiger ist, da es weniger Stufen hat und bei Raumtemperatur (25 Grad Celsius) funktioniert. Bisher nutzen Forscher als Lichtquelle Leuchtdioden, aber sie planen, künftig Sonnenlicht zu verwenden, was den Energieverbrauch noch ein wenig reduziert.

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