Katalysatoren opgesloten in een nanoporie (bron: Angewandte Chemie).

Een kobaltkatalysator opgesloten in een nanoporie kan ethyleenoxide omzetten in ethyleenglycol. Chinese onderzoekers zeggen in Angewandte Chemie dat deze syntheseroute veel ‘groener’ is dan de huidige methodes.

De katalysator is een complex van Co3+ en een salen-ligand, een samenvoeging van twee salicylaldehydes en een ethyleendiamine. De onderzoekers stopten de complexen in de nanoporiën van FDU-12, een mesoporeus materiaal van silica. Als je meerdere katalysatoren in een nanoporie van het materiaal samenbrengt, werken ze stukken beter dan in hun eentje. Om het lekken van de katalysatoren uit het materiaal tegen te gaan, vernauwden de onderzoekers de uitgangen van het silica door silyleringen.

Ethyleenglycolen zijn startmaterialen voor de productie van onder andere antivries, medicijnen en cosmetica. Momenteel wordt ethyleenglycol industrieel geproduceerd door ethyleenoxide bij hoge temperatuur te laten reageren met een flinke overmaat water. Er zijn een aantal katalysatoren beschikbaar, maar in alle gevallen moet de verhouding water/ethyleenoxide minimaal 10 zijn om de reactie selectief te laten verlopen. Verwarming van het reactiemengsel en destillatie van het product kosten vervolgens erg veel energie.

De nieuwe methode is een stuk efficiënter. De onderzoekers beweren dat je met de katalysator minder dan een tweevoudige overmaat water nodig hebt om de reactie zeer selectief te laten verlopen, zodat opzuivering veel minder energie kost. Bovendien kan de reactie al plaatsvinden bij slechts 40 °C en geeft een hoge opbrengst. De katalysator is bruikbaar voor verschillende epoxides.

De onderzoekers denken dat hun nieuwe methode goed bruikbaar is in de industrie. Doordat de katalysator vastzit in silica is scheiding uit het reactiemengsel en hergebruik eenvoudig te bereiken met filtratie.

Bron: C&EN, Angewandte Chemie

Onderwerpen