Notícia

Reação catalítica converte CO2 e nitrato de águas residuais em produto químico de alto valor agregado

Fonte

Universidade Yale

Data

quinta-feira, 8 abril 2021 06:35

Áreas

Gestão de Resíduos, Química. Química Verde. Saneamento.

Não é sempre que um avanço na química sustentável é influenciado pelo pedido de alguém externo ao ambiente de pesquisa. No entanto, foi isso que aconteceu com o Dr. Hailiang Wang, professor do Departamento de Química da Universidade Yale, nos Estados Unidos,  cujo laboratório cria catalisadores de pequenas moléculas e nanomateriais que removem o material indesejado do meio ambiente – como o dióxido de carbono na atmosfera – e o transforma em algo útil.

Em 2019, a revista científica Nature publicou um estudo do laboratório do Dr. Wang que apresentava um novo catalisador de conversão de dióxido de carbono. Várias semanas depois, Wang recebeu um e-mail de Robert Tuttle, um ex-aluno de Yale que leu sobre a pesquisa do professor Wang.

“Aqui, estamos muito preocupados com o escoamento da água do Lago Okeechobee e seu efeito na vida marinha devido à proliferação de algas perigosas e maré vermelha”, escreveu Robert Tuttle. “Como você deve saber, esse escoamento contém altos níveis de nitrato e fosfatos da agricultura … Quando ocorrem chuvas fortes, é necessário que o Corpo de Engenheiros do Exército libere água a leste ou oeste nos rios que correm em direção ao Golfo do México ou ao Atlântico. Nos últimos anos, isso resultou em muitas mortes na vida marinha, efeitos tóxicos na respiração humana e perda de receita do turismo”.

No final de sua nota, Robert Tuttle ofereceu uma sugestão: “O que me pergunto é se o seu grupo ou qualquer outro pesquisador de novos materiais e produtos químicos está ciente de tais problemas e se pode considerá-los áreas de estudo. Com o surgimento de novas técnicas para catalisadores, como as que você criou para a captura de carbono, me perguntei se outras poderiam ser criadas para a preocupação ambiental acima [mencionada]”, escreveu o ex-aluno de Yale.

Agora, mais de um ano depois, o Dr. Wang pode responder que sim.

Em um novo estudo publicado na revista científica Nature Sustainability, o Dr. Wang e colegas de Yale e da Universidade de Ciência e Tecnologia do Sul da China (SUSTech) descreveram uma nova reação que se concentra nas águas residuais.

A reação catalítica converte dióxido de carbono e nitrato em águas residuais em metilamina. A metilamina é um produto químico de alto valor usado na síntese de muitos produtos farmacêuticos e agroquímicos. Atualmente é produzido pela indústria usando combustíveis fósseis com reações químicas de alta temperatura e alta pressão.

A nova reação é composta por pelo menos oito etapas individuais que são concluídas em um processo incluindo a redução de dióxido de carbono, a redução de nitrato, acoplamento carbono-nitrogênio e redução adicional do intermediário acoplado. Este processo em cascata único é catalisado por moléculas derivadas de ftalocianina de cobalto suportadas na superfície de nanotubos de carbono, um tipo de catalisador desenvolvido em colaboração pela equipe do Dr. Wang em Yale e o grupo do Dr. Yongye Liang na SUSTech.

“A reação que desenvolvemos pode permitir a síntese sustentável de metilamina a partir, essencialmente, de resíduos ambientais, usando eletricidade renovável em temperatura ambiente e pressão atmosférica”, disse o Dr. Hailiang Wang.

O Dr. Wang creditou sua correspondência com Robert Tuttle como parte da inspiração para concluir seu último trabalho: “Esta pesquisa foi impulsionada por nosso interesse persistente em aplicar nossa experiência em catálise e eletroquímica para desenvolver soluções para problemas ambientais. Também fomos parcialmente motivados por minha conversa por e-mail com o ex-aluno de Yale”, concluiu o pesquisador.

Acesse o resum0 do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Yale (em inglês).

Fonte: Jim Shelton, Universidade Yale. Imagem: Ikar.us via Wikimedia Commons.