Catalisador heterogêneo bioinspirado para transesterificação verde e direcionada de etanol e carbonato de dimetil para carbonato de etila com alta resistência

A produção de carbonato de etil-metil (EMC) usando a transesterificação de etanol e carbonato de dimetila enfrenta obstáculos significativos de sustentabilidade nos métodos convencionais, incluindo principalmente resíduos sólidos derivados de catalisadores e separações intensivas em energia, violando os princípios centrais da química verde. Inspirado na função respiratória dos pulmões biológicos, projetamos racionalmente uma nova série de catalisadores de polímero iônico flexíveis estruturados. Ao introduzir redes de adsorção flexível sensível ao substrato polar e locais ativos de adsorção molecular seletiva induzidos por hidrogenbond, esses catalisadores permitem a adsorção molecular seletiva e a ativação direcionados para o etanol, tornando -os altamente eficazes e seletivos com excelente durabilidade. Em uma reação contínua de leito fixo leve a 248 K, o rendimento EMC atinge 67% com uma seletividade acima de 94%; Sob condições de destilação reativa, a conversão de etanol excede mais de 99,5% com a seletividade de EMC permaneceu acima de 95%. Eles também demonstraram estabilidade operacional excepcional por> 3500 h, em todos os catalisadores de transsterificação acionada por base, como o MOF-808. Versus o metexido de sódio convencional, mais importante, nossos catalisadores heterogêneos eliminam 475 t/a resíduos sólidos e reduzem o consumo de energia de separação e o custo operacional em 20%, abordando quantificação quantificativa o mandato da química verde. Este trabalho pode inspirar o desenvolvimento de catalisadores mais inovadores para acelerar a síntese direcionada alinhada aos princípios de química verde em engenharia química.