Araştırma Makalesi

Atmosferik basınçta imidazolyum tuzları ile CO2’nin halkalı karbonatlara dönüşümü

Cilt: 12 Sayı: 3 15 Temmuz 2022
PDF İndir
TR EN

Atmosferik basınçta imidazolyum tuzları ile CO2’nin halkalı karbonatlara dönüşümü

Öz

Küresel ısınmaya neden olan CO2 doğal olarak bol bulunan, ucuz, genellikle sentez reaksiyonları için yapı taşı olarak kullanılabilen, toksik olmayan karbon (C1) kaynağı ve katma değerli kimyasal olarak bilinen inert bir maddedir. Kinetik eylemsizliği ve termodinamik kararlılığı nedeniyle verimli kullanımı zor olan CO2'nin bir katalizör yardımı ile halkalı karbonatlara dönüşümü en umut verici olan çalışmalardır. Bu nedenle bu çalışmada, 1-bütil-3-metilimidazolyum iyodür ([Bmim]I) ve 1-bütil-3-metilimidazolyum hekzaflorofosfat ([Bmim]PF6) imidazolyum tuzları CO2'nin epoksitler ile halkalı karbonatlara dönüşümünde katalizör olarak kullanılmıştır. Hem yüksek basınç ve yüksek sıcaklık altında hem de atmosferik basınç altında halkalı karbonatlara dönüşüm çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Otoklavda yüksek verim sağlayan iyonik sıvılar atmosferik ortamda da oldukça iyi sonuçlar vermiştir. Atmosferik ortamda sürenin (2 saat ve 24 saat) ve sıcaklığın (60 °C ve 100 °C) etkisi ile optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. İyonik sıvılar ile katalize edilen bu sürecin, CO2'nin atmosferik ortamda kimyasal dönüşümü için de umut verici olduğu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Epoksit , Halkalı karbonat , Ilımlı koşullar , İyonik sıvılar , Karbon dioksit

Kaynakça

  1. Andrea, K. A., & Kerton, F. M. (2019). Triarylborane-catalyzed formation of cyclic organic carbonates and polycarbonates. Acs Catalysis, 9(3), 1799-1809. https://doi.org/10.1021/acscatal.8b04282.
  2. Annual CO2 Data. (2021). https://www.co2.earth/annual-co2
  3. Arakawa, H., Aresta, M., Armor, J. N., Barteau, M. A., Beckman, E. J., Bell, A.T., Bercaw, J. E., Creutz, C., Dinjus, E., Dixon, D. A., Domen, K., Dubois, D. L., Eckert, J., Fujita, E., Gibson, D. H., Goddard, W. A., Goodman, D. W., Keller, J., Kubas, G. J., Kung, H. H., Lyons, J. E., Manzer, L. E., Marks, T. J., Morokuma, K., Nicholas, K. N., Stults, B. R., & Tumas, W. (2001). Catalysis research of relevance to carbon management: progress, challenges, and opportunities. Chemical Reviews, 101(4), 953-996. https://doi.org/10.1021/cr000018s
  4. Arayachukiat, S., Kongtes, C., Barthel, A., Vummaleti, S. V., Poater, A., Wannakao, S., & D’Elia, V. (2017). Ascorbic acid as a bifunctional hydrogen bond donor for the synthesis of cyclic carbonates from CO2 under ambient conditions. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 5(8), 6392-6397. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.7b01650
  5. Aytar, E. (2013). İyonik sıvılar ve NN tipi Zn-katalizörleri varliğinda CO2’in organik ürünlere dönüşümü [Yüksek Lisans Tezi, Harran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü].
  6. Aytar, E. (2019). Konjuge NN kompleks bileşikleri ve katalitik uygulamaları [Doktora Tezi, Harran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü].
  7. Barthel, A., Saih, Y., Gimenez, M., Pelletier, J. D., Kühn, F. E., D'elia, V., & Basset, J. M. (2016). Highly integrated CO2 capture and conversion: direct synthesis of cyclic carbonates from industrial flue gas. Green Chemistry, 18(10), 3116-3123. https://doi.org/10.1039/C5GC03007B
  8. Cokoja, M., Wilhelm, M. E., Anthofer, M. H., Herrmann, W. A., & Kühn, F. E. (2015). Synthesis of cyclic carbonates from epoxides and carbon dioxide by using organocatalysts. Chemistry Sustainability Energy Materials, 8(15), 2436-2454. https://doi.org/10.1002/cssc.201500161
  9. Comerford, J. W., Ingram, I. D. V., North, M., & Wu, X. (2015). Sustainable metal-based catalysts for the synthesis of cyclic carbonates containing five-membered rings. Green Chemistry, 17, 1966–1987. https://doi.org/10.1039/C4GC01719F
  10. Darensbourg, D. J., Bottarelli, P., & Andreatta, J. R. (2007). Further studies related to the copolymerization of cyclohexene oxide and carbon dioxide catalyzed by chromium schiff base complexes. crystal structures of two l-hydroxo-bridged schiff base dimers of chromium(III). Macromolecules, 40, 7727-7729. https://doi.org/10.1021/ic049182e

Kaynak Göster

APA
Aytar, E. (2022). Atmosferik basınçta imidazolyum tuzları ile CO2’nin halkalı karbonatlara dönüşümü. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 12(3), 923-935. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.1108451