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更新(月/日/年):2019 年 12 月 12 日

常温常压环己烷氧化高选择性合成尼龙原料

– 利用太阳光的半导体光电极实现高难度的C-H键断裂和选择性反应–


研究人员:光伏研究中心首席高级研究员 SAYAMA Kazuhiro、高级研究员 MISEKI Yugo 和中心先进功能材料团队 AIST 博士后研究员 TATENO Hiroyuki

研究人员开发了一种在室温和大气压下利用氧化物半导体光电极利用太阳光直接氧化环己烷来合成尼龙等原料KA油(环己酮和环己醇的混合物)的技术。

图
利用太阳光和氧化物光电极合成KA油的示意图(左)和光电极照片(右)


背景

环己烷氧化合成KA油是尼龙生产中的重要工艺,它是在高温高压下使用大量能源生产的。它是一种氧化反应,很难提高选择性,因此需要创新的工艺。人们对直接利用太阳光和光催化电极的化学生产过程寄予厚望。 AIST 开发了一种使用氧化物半导体光电极合成无机氧化剂的有效方法。

新结果

研究人员通过在导电玻璃上旋涂并烘烤前体溶液,制备了带有氧化钨薄膜的半导体光电极。他们将半导体光电极和对电极放入装有环己烷、硝酸和溶解氧的溶液的反应容器中。当他们施加模拟太阳光和2伏或更小的外部电压时,在室温和大气压下合成了KA油,其选择性为99%或以上。外部电压具有大大提高生产速度的效果,直到光照射到电极上反应才会进行。

未来计划和适用性

为了利用光电化学生产大大降低利用阳光进行反应所需的外部电压的化学品,研究人员将开发各种高效的有机和无机反应。







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