Florokimyasal Üretiminde Mekanokimyasal Süreç Hidrojen Florür Kullanımını Rafa Kaldırdı
Fotoğraf : Florokimyasallarda bulunan tüm flor atomları doğal olarak oluşan floritten elde edilir.
Florokimyasal sentezlemek için yeni bir teknik, hidrojen florür ( HF ) gaz üretimini atlar. Bu, florokimyasal üretimi daha güvenli hale getirebilir ve yöntemi geliştiren araştırmacılar, aynı zamanda tedarik zincirlerini düzene koyma ve enerji gereksinimlerini azaltma potansiyeline sahip olduğunu ve endüstrinin karbon ayak izini azaltmaya yardımcı olduğunu söylüyor.
Şu anda üretilen florokimyasallardaki tüm flor atomları, florit olarak da bilinen doğal olarak oluşan mineral kalsiyum florürden kaynaklanmaktadır. Florokimyasal üretmek için florit, asit dereceli floritin yüksek sıcaklıklarda sülfürik asit ile reaksiyonunu içeren enerji yoğun bir işlemle HF’ye dönüştürülmelidir.
Bununla birlikte, HF oldukça toksiktir ve katı güvenlik protokollerine rağmen, çevre ve bazı durumlarda ölümcül sonuçlar üzerinde zararlı etkileri olan birkaç dökülme olayı meydana gelmiştir.
Bu nedenle İngiltere Oxford Üniversitesi’nden araştırmacılar tarafından yönetilen bir ekip, akademik araştırmacıların ve endüstrinin HF üretiminden kaçınırken florokimyasallara doğrudan floritten erişmesini sağlamak için daha güvenli ve daha sürdürülebilir bir florlama yöntemi geliştirmeye başladı.
Oxford merkezli doktora öğrencisi Calum Patel ‘ Florokimyasallar tüm günlük yaşamlarımızda öne çıkıyor ve ilaçlardan malzemelere toplum üzerinde muazzam bir etkiye sahip, ’dedi. ‘ Ancak hidrojen florür, dökülmeler ve endüstriyel kazalar bağlamında basında kötü bir ün kazandı. ’
‘Amacımız tüm boru hattını yeniden düşünmek ve flor kimyasını yenilemek. Biz flor kimyasıyla ilgilenen bir grubuz, ancak bunu daha temiz, daha ucuz, daha güvenli ve daha sürdürülebilir bir şekilde yapmak için yöntemler buluyoruz.’
Grubun araştırması, kemiklerin ve dişlerin oluşumunda gerekli olan kalsiyum fosfat biyomineralizasyon sürecinden esinlenmiştir.
Patel, “Floritin çözünmezliği göz önüne alındığında, mekanokimyaya çok uygun olduğunu düşündük – ancak mekanokimya tek başına floritten florürün kilidini açmanın cevabını veremezdi, bu yüzden bunu nasıl yapacağımıza ilham vermek için doğaya döndük,” diye açıklıyor.
‘Kalsiyum ve fosfat, kemik ve dişleri oluşturmak için mineralizasyona uğrar’ diye ekliyor. “Bundan ilham alarak, florokimyasalların hazırlanmasında kullanılmak üzere florürün toplanması için fosfat tuzunun floriti aktive etmek için kullanılıp kullanılamayacağını merak ettik.
Ekip, çok çeşitli organik molekülleri florlamak için kullanılabilecek toz haline getirilmiş bir aktifleştirilmiş florit formu üretmek için asit dereceli floriti potasyum fosfat tuzu ile bilyeli olarak öğüttü. Elde edilen ve araştırmacıların Fluoromix adını verdikleri toz ürün, %98’e varan verimle 50’den fazla farklı florokimyasalın doğrudan CaF2‘den sentezlenmesini sağladı.
Projeye liderlik eden Oxford merkezli kimyacı Veronique Gouverneur, “Plan, flor kimyasını genel olarak sürdürülebilirliği göz önünde bulundurarak yeniden düşünmek” diyor. ‘Mesele sadece HF üretmek zorunda olmanız değil, aynı zamanda HF’yi bir üretim tesisinden diğerine taşımak zorunda olmanızdır. Ve onu A noktasından B noktasına her taşıdığınızda, bu enerjiye mal oluyor ve taşınması tehlikeli bir kimyasal. Dolayısıyla artık doğrudan asit sınıfı florit alabilmemiz ve bu kimyayı akademide ve endüstride herhangi bir yerde kullanabilmemiz, tedarik zincirini gerçekten kısaltıyor.’
Almanya’daki Max Planck Kömür Araştırmaları Enstitüsü’nde florinasyon kimyası üzerine çalışan Tobias Ritter, “Bunu tek bir cümleyle özetleyecek olursam: basit olduğu kadar dahiyane de” diyor. “Bu, bir makaleye bakıp şöyle dediğiniz anlardan biri: “Keşke bu fikri ben bulsaydım.”
Projede yer almayan Ritter, “Bu [projede] gerçekten harika olan şey, florlama kimyasına başlamak isteyen herkesin kullandığı şeyi almaları – kalsiyum florür – ve daha sonra kalsiyuma florürden daha çok sevdiği bir şey – fosfat – vererek büyük engeli aşmaları ve bunu mekanokimyasal bir süreçle yapmayı başarmalarıdır” diyor.
“Bu yöntemin en büyük avantajı, yüksek enerjili bir süreçten geçmeden doğrudan madenlerden elde ettiğimiz kalsiyumdan yola çıkabilmemizdir” diye ekliyor.
Kaynak : chemistryworld.com
