Het reactieschema

Met twee katalysatoren is het mogelijk om glycerol efficiënt om te zetten in 1,3-diacetylglycerol. Dit stellen onderzoekers van de universiteit van Osaka in ACS Sustainable Chemical Engineering.

De Japanners gebruikten een lanthaanionkatalysator, ingebed in een silicaklei genaamd montmorilloniet, en koper nanodeeltjes, ingebed in aluminiumoxide. Samen met wat lucht, azijnzuur, waterstof en tolueen zet het glycerol, dat vrijkomt bij de productie van biodiesel, voor 98 % om in diacetylglycerol. De lanthaankatalysator acetyleert in eerste instantie de glycerol, waarna de koperdeeltjes het oxideren, isomeriseren en daarna weer reduceren.

Die omweg van is nodig, omdat in de eerste stap een mengsel van 1,2- en 1,3-diacetylglycerol ontstaat. En waar je 1,3-diacetylglycerol in veel producten kan gebruiken, is de 1,2-variant vrijwel nutteloos. Dankzij de koperdeeltjes is het gehalte 1,3-diacetylglycerol in het eindproduct 99%. Zo’n hoge selectiviteit had men nog niet bereikt in eerdere methodes, zeker niet in combinatie met de hoge opbrengst.

Het proces kan in één reactievat plaatsvinden en duurt ongeveer een dag bij 120 °C. Die temperatuur is nog vrij mild ten opzichte van andere methoden. De katalysatoren zelf zijn makkelijk te verkrijgen en een stuk goedkoper dan platina of palladiumkatalysatoren. Na de reactie zijn ze weer makkelijk uit te filteren, zodat je een schoon product overhoudt.

Dit is bij glycerol normaal juist een groot probleem. Je kunt glycerol ook wel gebruiken in producten voor voedsel of cosmetica, maar niet als je deze verkrijgt uit de productie van biodiesel. Er zitten namelijk nog veel katalysatoren in die je er maar lastig uitkrijgt. Met deze nieuwe methode kun je het glycerol dus alsnog nuttig gebruiken.

Wetenschappers zijn al heel lang bezig met het vinden van een manier om de glycerol die vrijkomt bij de productie van biodiesel efficiënt te gebruiken. Zo is er in Delfzijl BioMCN, dat het glycerol omzet in biomethanol. Biomethanol kan je vervolgens ook als biobrandstof gebruiken of gebruiken als grondstof voor andere brandstoffen.

De techniek van de Japanners is nog niet honderd procent klaar voor gebruik, maar Adam Lee, catalytisch chemicus aan de universiteit van Warwick, is alvast onder de indruk. ‘De meeste chemici zouden een proces ontwikkelen met een katalysator en reactie per keer. Twee katalysatoren is dus ongewoon, maar de methode is direct en werkt goed. Het zou alleen wel fijn zijn als je de reactie zou kunnen uitvoeren in een oplosmiddelvrij, continue flow-type proces.’

Bron: C&EN

Onderwerpen