Solarbetriebene grüne Synthese von Epoxiden

Forschung veröffentlicht im Tagebuch Wissenschaft China Chemie soll als umfassendes Hintergrundwissen dienen und den Forschern Einblick in die jüngsten Entwicklungen der solarbetriebenen grünen Synthese von Epoxiden geben.

Die Überprüfung wurde von Prof. Yuchao Zhang (Key Laboratory of Photochemistry, CAS Research/Education Centre for Excellence in Molecular Sciences, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences) geleitet.

„Epoxide spielen eine zentrale Rolle in der industriellen Produktion und dienen als wesentliche Bausteine ​​oder Zwischenprodukte für die Synthese verschiedener hochwertiger Chemikalien. Herkömmliche Herstellungsmethoden basieren oft auf gefährlichen Oxidationsmitteln (wie Peroxysäuren) oder umfangreichen, mit fossilen Brennstoffen betriebenen thermischen Katalysesystemen, was zur Folge hat.“ zu erheblichen CO2-Emissionen und Abfallproduktion führen“, sagt Zhang.

„Solarenergie stellt die vielversprechendste erneuerbare Energiequelle für eine nachhaltige Gesellschaft dar. In jüngster Zeit hat die solarbetriebene Photo(elektro)chemie Vorteile bei der umweltfreundlichen Synthese von Epoxiden gezeigt.“

„Zum Beispiel können heiße Elektronen oder lokale thermische Effekte, die auf plasmonischen Photokatalysatoren erzeugt werden, die O2-Aktivierungstemperatur im thermischen Katalysesystem effektiv senken, und ein photoelektrochemisches System kann die angelegte Spannung im elektrochemischen Halogenid-vermittelten indirekten Epoxidierungsprozess effizient reduzieren.“

„Allerdings gibt es immer noch Herausforderungen, die angegangen werden müssen, einschließlich der Verbesserung der Effizienz foto(elektro)katalytischer Systeme und der Erlangung eines tieferen Verständnisses der katalytischen Selektivität bei der Epoxidierung. Eine umfassende Übersicht zu diesem Thema wird weitere Einblicke in dieses Gebiet liefern und anziehen.“ mehr Aufmerksamkeit von Forschern darauf lenken.“

In diesem Aufsatz werden die grundlegenden Studien und Reaktionsmechanismen der Olefinepoxidierung in drei typischen katalytischen Systemen – molekulare Katalyse, heterogene thermische Katalyse und Elektrokatalyse – zusammengefasst. Als nächstes werden die jüngsten Fortschritte bei der Nutzung von Solarenergie zur Förderung der Epoxidsynthese diskutiert. Abschließend werden Einblicke in zukünftige Perspektiven für die Entwicklung photo(elektro)chemischer Systeme für eine effiziente Epoxidproduktion vorgeschlagen.