含不使用有害气体的生成

• 第一次,牛津大学的化学家已经生成的含氟化合物——对许多行业至关重要,不使用有害的氟化氢气体。
• 创新方法的灵感来自于生物矿化过程,形成我们的牙齿和骨骼。
• 结果是今天发表在权威期刊科学。

化学家的一个团队已经开发出一种全新的方法生成至关重要的含氟化合物,绕过危险产品氟化氢(HF)气体。在今天的《科学》杂志上发表的一项研究发现可以实现一个巨大的影响在改善安全性和不断增长的全球产业的碳足迹。

含氟化合物是一组化学物质,广泛的重要的应用,包括聚合物、农用化学品、医药、和智能手机的锂离子电池和电动汽车在2018年以214亿美元的全球市场。

目前所有含有毒和腐蚀性气体生成氟化氢(HF)在一个高度能源密集型的过程。尽管严格的安全法规,高频泄漏发生无数次在过去的几十年里,有时致命的事故和不利的环境影响。

开发一种更安全的方法,牛津大学的化学家旁边的同事牛津消磨FluoRok,伦敦大学学院,科罗拉多州立大学从自然生物矿化过程中得到灵感,形成牙齿和骨骼。一般情况下,高频本身是由一个叫做萤石晶体矿物反应(CaF2前)与硫酸在恶劣的条件下,它是用来使含氟化合物。在新方法中,直接从CaF含氟化合物是由2,完全绕过生产高频:化学家寻求几十年的成就。

小说中方法,固态CaF2被激活的生物矿化过程的启发,模拟磷酸钙矿物的方式形成生物在牙齿和骨骼。团队地面CaF2与粉状磷酸钾
盐在选矿厂球磨机几个小时,使用一个机械的过程,已经从传统的方式,我们磨香料用杵和臼。

由此产生的粉末产品,叫做Fluoromix,使直接从CaF2超过50种不同含氟化合物的合成,高达98%的收益。开发的方法有可能简化目前的供应链,降低能源需求,帮助满足未来可持续发展的目标,降低行业的碳足迹。

令人兴奋,固态的过程开发与酸级萤石一样有效CaF2(超过97%)是合成试剂级CaF2。过程代表了一个范式转变为全球生产含氟化合物和导致的创建FluoRok失去公司专注于这项技术的商业化的发展安全、可持续且经济有效的氟化。研究人员希望这项研究将鼓励世界各地的科学家提供颠覆性的解决具有挑战性的化学问题,与社会利益的前景。

富勒姆·帕特尔的牛津大学化学系,该研究的主要作者之一,说:

机械力化学活化的CaF2与磷酸盐是一个令人激动的发明因为这个看似简单的过程代表了一个非常有效的解决复杂问题;然而,大问题关于这个反应仍然工作。合作是关键回答这些问题和推进我们的理解这种新的未知的氟化学领域。成功的解决方案大挑战来自多学科方法和专业知识,我认为工作真正捕获的重要性。

第一作者薇罗尼卡教授Gouverneur FRS他设想,并领导着这项研究说:

CaF的直接使用2对氟化是一个圣杯,和几十年来一直试图解决这个问题。过渡到可持续的方法制造的化学物质,减少或没有对环境的有害影响,今天是一个高优先级的目标,可以加速雄心勃勃的计划和总反思当前的制造过程。本研究是在这个方向上迈出的重要一步,因为在牛津有潜力开发的方法实现在学术界和产业界,减少碳排放如通过缩短供应链,并提供可靠性的全球供应链的脆弱性。

参考:Patel C, Andre-Joyaux E, Leitch)是的,等。含从萤石通过phosphate-enabled绕过高频机械化学的过程。科学。2023,381 (6655):302 - 306。doi:10.1126 / science.adi1557

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