Activation and utilisation of CO 2 as C1 building block | Fouché | Suid-Afrikaanse Tydskrif vir Natuurwetenskap en Tegnologie
Home ▶ Vol 33, No 1 (2014) ▶	Fouché
Aktivering en benutting van CO2 as C1-bousteen
Authors: W.B.M. Fouché1
Affiliations: 1Chemical Resource Beneficiation, North-West University, Potchefstroom Campus, South Africa
Correspondence to: W. Fouché
How to cite this abstract: Fouché, W.B.M., 2014, ‘Aktivering en benutting van CO2 as C1-bousteen’, Suid-Afrikaanse Tydskrif vir Natuurwetenskap en Tegnologie 33(1), Art. #1196, 1 page. http://dx.doi.org/10.4102/satnt.v33i1.1196
Activation and utilisation of CO2 as C1 building block. Utilisation of carbon dioxide as chemical feedstock has recently been under intensive investigation. Synthesis of chemicals such as methanol, cyclic carbonates and dimethyl carbonate from CO2 require highly active catalysts and/or harsh reaction conditions. New catalyst systems for cyclic carbonate and methanol synthesis were investigated.
Die soektog na nuwe metodes om koolstofdioksied (CO2) na bruikbare chemikalieë om te skakel, kan grootliks toegeskryf word aan die bydrae wat die chemies inerte gas tot globale verwarming lewer. Industriële prosesse wat tans aangewend word, fokus op die sintese van chemikalieë wat ekonomies bruikbaar is deur middel van reduksie-, hidrogenerings- en sikloaddisiereaksies. Voorbeelde van hierdie produkte sluit metanol, dimetielkarbonaat en sikliese karbonate in. Sikliese karbonate word nuttig aangewend in verskeie toepassings, waarvan plastiseerders, verfstropers en gom bekende voorbeelde is. Hierdie polêre verbindings word deur middel van die sikliese addisiereaksie van CO2 en epoksiede verkry.
Die gebruik van dimetielkarbonaat as ’n omgewingsvriendelike bymiddel in brandstof word tans ondersoek. Hierdie verbinding word verkry deur metanol en CO2 of etileenkarbonaat onder hoë druk te reageer. Verskeie katalisators is al met die oog op sikliese karbonaatsintese getoets, waaronder Schiff-basiskomplekse met aluminium, chroom, kobalt en sink as metaalbron positiewe resultate opgelewer het. Kwaternêre ammonium- en fosfoniumverbindings is in die meeste gevalle as ’n medekatalisator gebruik, aangesien haliedanione tydens die aktivering van die epoksied as nukleofiele optree.
Sikliese karbonate is onlangs suksesvol met behulp van olefiene uitgevoer deur waterstofperoksied- (H2O2-) en ammoniumhaliedverbindings te kombineer, met die gepaardgaande in situ-vorming en omskakeling van die ooreenstemmende epoksiede. Daar word beweer dat ’n intermediêre oksideermiddel, hipobromiet (HOBr), vir die oksidasie van die olefiene na epoksiede verantwoordelik is. Daar is al bewys dat die stabiele Lewis-suur aluminiumtriflaat (Al(OTf)3), net soos die haliedanione reaktief ten opsigte van epoksiede is. Metaalasetaat- en haliedkomplekse het weer tydens vorige ondersoeke met die sintese van dimetielkarbonaat vanaf CO2 en metanol positiewe resultate getoon.
Die studie was dus daarop gemik om verskillende Schiff-komplekse met relatiewe ‘goedkoop’ oorgangsmetale soos nikkel, koper en sink vanaf ortohidroksiebensaldehied- (salisielaldehied-) derivate, ortohidroksienaftaldehied, verskillende alifatiese en aromatiese diamiene asook hidroksielamien te sintetiseer. Die salisielaldehiedderivate bevat haliedanione, en tesame met die H2O2 behoort die sintese van sikliese karbonate vanaf olefiene suksesvol te wees. Die kombinasie van verskillende ammonium- en fosfoniumhaliedverbindings met die Schiff-komplekse sal ook getoets word, asook die effek wat spoorhoeveelhede Al(OTf)3 op die proses het. Daar sal ook gepoog word om dimetielkarbonaat in die teenwoordigheid van die verskillende metaalkomplekse vanaf CO2 en metanol te sintetiseer. Voorlopige resultate sal aangebied word.