Химия
Википедия
Химия
Химией называется одна из обширных и важных отраслей естествознания о веществах и их свойствах, строении, а также о превращениях, которые происходят во вр... читать далее »
Новости по Химии
20.11.2012 17:21
Предложен альтернативный процесс фиксации диоксида углерода под действием солнца. Химия.
Все мы понимаем, что увеличение масштабов использования возобновляемых источников энергии, особенно солнечного света, позволит сократить выбросы парниковых газов, сделав индустриальные производства более CO2-нейтральными.
Но ещё больший эффект был бы в том случае, если бы удалось использовать диоксид углерода как исходный материал в системах, действующих на солнечной энергии. Одна из таких технологий разработана японскими учёными и описана в журнале . Принцип её работы во многом схож с идеей природного .
| Схема нового процесса (иллюстрация Wiley-VCH). |
Применение самого CO2 в качестве источника углерода — очень интересная идея, способная помочь снизить потребление ископаемого горючего и вместе с тем уменьшить концентрацию парниковых газов в атмосфере. Самой большой проблемой тут является очень высокая стабильность молекулы CO2. Одной из возможностей, позволяющей преодолеть этот термодинамический барьер, считается использование высокоэнергетических молекул, способных прореагировать с CO2. Наглядный пример того, как это можно осуществить, — фотосинтез в зелёных растениях. Процесс идёт в два этапа — светлая реакция и реакция тёмная. Во время светлой фотосинтетическая система захватывает фотоны и конвертирует их в форму энергетичных химических соединений, которые затем используются в тёмной стадии для взаимодействия с CO2, являющегося источником углерода для синтеза сложных карбогидратов.
Исследователи из (Япония) использовали тот же принцип. В их случае первый этап также является «светлой» реакцией. УФ-свет конвертирует исходное соединение α-метиламинокетон в очень энергетичную молекулу. Внутримолекулярная перегруппировка приводит к образованию четырёхчленного кольца с азотом, характеризующегося высоким внутренним напряжением и, как следствие, высокой реакционной способностью. Затем наступает очередь «тёмной» реакции: при последующем независящем от света превращении высокоэнергетичная молекула захватывает CO2 в присутствии основания. В итоге образуется двойной сложный эфир аминзамещённой карбоновой кислоты, который может быть полезным интермедиатом в химическом синтезе.
По мнению авторов исследования, самым подкупающим моментом этой реакционной схемы является её техническая простота. Даже рассеянного солнечного света в облачный день достаточно для запуска процесса. Второй этап — тёмная реакция — протекает в том же реакторе при простом добавлении основания и нагревания смеси до 60 ˚С. Выход конечного продукта достигает значительных 83%. Наконец, процесс отличается высокой степенью адаптивности — ввиду солидного разнообразия доступных α-метиламинокетонов, используемых в качестве исходных реагентов.
(Полагаем, не стоит снова рассказывать о том, что авторы выдают желаемое за действительное. α-Метиламинокетоны ведь не из воздуха получаются и не из CO2. Прежде чем приступить к их использованию в процессе захвата CO2, необходимо произвести этого газа ещё больше, чтобы синтезировать α-метилсминокетоны. Таким образом, никакого положительного эффекта эта реакция не даёт, но химия — интересная.)
Источник