Novo projeto de reator melhora a síntese de matéria-prima plástica usando oxigênio e eletricidade

Uma “variável oculta” que pode determinar o sucesso ou o fracasso de uma reação química foi encontrada nas imediações dos eletrodos. Sem adicionar oxidantes peróxidos separadamente, os pesquisadores sintetizaram lactonas e epóxidos, que servem como matérias-primas para plásticos e produtos químicos finos, e aumentaram a seletividade do produto alvo de aproximadamente 16% para 97% por meio do projeto do reator.

As descobertas foram publicadas no Journal of the American Chemical Society. Mesmo quando a solução a granel era nominalmente neutra, estimou-se que o ambiente próximo ao cátodo se tornou alcalino em aproximadamente pH 11, enquanto a região próxima ao ânodo tornou-se ácida em aproximadamente pH 2, 5.

Descubra o que há de mais recente em ciência, tecnologia e espaço com mais de 100.000 assinantes que confiam no Phys. org para obter insights diários. Experimentos de rastreamento de isótopos confirmaram que o átomo de oxigênio incorporado ao produto era originário do gás oxigênio e não da água.

A equipe confirmou que este processo é altamente sensível ao pH local, fornecendo uma base mecanística para controlar a acidez perto dos eletrodos. Em comparação com condições nas quais os desvios locais de pH não foram atenuados, a proporção do produto alvo formado aumentou selectivamente de aproximadamente 16% para aproximadamente 97%.

A quantidade produzida por unidade de tempo também aumentou de forma constante à medida que a taxa de fluxo do eletrólito aumentou, com uma diferença de aproximadamente 14 vezes entre as taxas de fluxo mais baixas e mais altas testadas. Quando o espaçamento entre eletrodos foi reduzido de 20 mm para 4 mm, a taxa de produção aumentou aproximadamente 2, 2 vezes.

Estes resultados demonstram que o sucesso ou o fracasso de uma reação pode depender fortemente não apenas do material do eletrodo e da tensão aplicada, mas também do ambiente local da reação.

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