ナノマテリアルと分子ナノテクノロジーのジャーナル

CO2、n-プロパノール、n-オクチルアミンからのプロピルN-オクチルカルバメートの合成触媒としてのメソポーラス酸化ガリウム

ジャヴィシュク・シャー、ジェレマイア・オルト、マリア・L・カレオン

背景:二酸化炭素を、廃棄コストのかかる廃棄物ではなく、資源およびビジネス チャンスとして考える関心が高まっています。CO2 からカルバメートなどのプラットフォーム化学物質を生産する具体的な動機としては、この原料のコストが低いかゼロであること、およびより経済的に効率的なルートになる可能性があることなどが挙げられます。ただし、この経路では、従来の材料よりも優れた触媒性能、独特の構造特性、および吸着特性を示す、調整可能な形態とテクスチャ特性を持つ材料の開発が必要です。酸化ガリウムは、制御された形態、均一な微細孔、および優れた化学的および熱的安定性を備えた高い表面積などの非常に望ましい特性を兼ね備えた結晶性多孔質材料に合理的に設計できます。

方法:合成は、メソポーラス酸化ガリウムを触媒として、n-オクチルアミンとn-プロパノールを反応物として用いたバッチ反応器で行いました。反応器はCO2で加圧しました。反応温度は200°C、反応時間は24時間です。

結果:高表面積のγ-メソ構造酸化ガリウムを、CO2からカルバメートを合成するための触媒としてテストしました。メソ構造触媒は、非メソ構造触媒よりもはるかに高い、≈ 69%の高い変換率を示しました。触媒をリサイクルした後、γ-酸化ガリウム相は保存され、触媒活性はわずかに低下しただけでした。カルバメートの選択性は、細孔径が小さいほど高くなりました。これは、分岐尿素誘導体と比較して直鎖カルバメートの拡散が強化されたためと考えられます。

結論:この研究の結果は、CO2 からのカルバメートの合成にメソ構造酸化ガリウムがうまく使用できることを示しています。メソ構造 γ-酸化ガリウムの非メソ構造触媒と比較して高い変換率は、高い表面積によるものと考えられます。