Poros minúsculos abrem uma nova via química sem metais preciosos

Investigadores na China demonstraram duas reações que produzem ácidos úteis para a indústria sem catalisadores de metais preciosos. Em vez disso, um material cristalino poroso orienta as reações químicas, tendo ambas decorrido continuamente durante 750 horas em testes laboratoriais.

O trabalho, liderado pela equipa de Liu Zhongmin no Instituto de Física Química de Dalian da Academia Chinesa de Ciências, foi publicado na Nature a 21 de outubro.

A investigação incide sobre a carbonilação, um processo que incorpora monóxido de carbono noutras moléculas. Esta família de reações ajuda a fabricar produtos que vão de solventes a ingredientes farmacêuticos. Os métodos industriais mais utilizados dependem de metais dispendiosos, como o ródio ou o irídio, e pode ser difícil separar os catalisadores dos produtos finais.

A equipa utilizou um peneiro molecular, um cristal atravessado por poros de dimensão molecular, para produzir ácido propiónico e ácido isobutírico a partir de etileno e propileno, respetivamente, utilizando monóxido de carbono e água. A dimensão e a localização dos poros ajudam a orientar as reações para os produtos desejados, ao mesmo tempo que suprimem reações indesejadas que podem desativar o catalisador.

Durante os testes a alta pressão, que duraram cerca de um mês, a seletividade para os produtos atingiu cerca de 95% no caso do ácido isobutírico e 80% no do ácido propiónico. Estes valores descrevem em que medida cada reação favoreceu a substância química pretendida, e não a quantidade de matéria-prima que foi convertida.

Os resultados são promissores, mas o processo ainda não está pronto para utilização industrial. Os investigadores planeiam melhorar o seu desempenho e avançar para testes a maior escala.