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【興旺寶五金網 科技前沿】從室外體育場座椅、滑雪板固定器、輪胎加固物，到其他對強度、耐用性和耐候性要求比較高的產品，都是由一種被稱為尼龍6-6的尼龍制成。然而，生產尼龍6-6的過程對環境十分不友好——需要使用瀕危元素鋅作為催化劑。現在，研究人員已經為這一步開發了“更環保”的方法，使用替代金屬。他們甚至可以用鐵銹或氧化鐵形式的廢鐵代替鋅。
該研究題為"Investigating alternative metals for Zinc for the first step of Nylon 6-6 synthesis using green as well as conventional techniques"。研究人員將在美國化學學會 (ACS) 秋季會議上展示他們的結果。
“根據ACS綠色化學研究所的估計，鋅距離滅絕只有50到100年的時間，”在會議上介紹這項工作的本科生Amina Aly說，“目前，制造商使用鋅作為還原劑和催化劑，從反式-1,2-二溴環己烷制備環己烯，這是尼龍6-6五步合成的第一步。”
“尼龍”是一系列合成聚合物的總稱，稱為聚酰胺，由重復單元制成。不同類型的尼龍，如尼龍6和尼龍6-6，使用不同的構建塊，因此具有獨特的性能。尼龍6-6之所以如此命名，是因為它由兩個分子組成，每個分子都有六個碳原子，它們作為重復單元連接在一起。
為了尋找鋅的替代品，奧古斯塔大學Brian Agee博士實驗室的Aly研究了元素周期表中附近具有相似化學性質的其他金屬。其他標準是金屬需要比鋅更豐富并且可以安全使用。
該團隊選擇研究鈷、鋁、鐵、銅和鎳作為生產環己烯的可能催化劑。在眾多選擇當中，鐵是迄今為止測試過的最好的催化劑，其產率僅略低于鋅。
此外，研究人員還想找出更環保的方法，既能節省能源和水，又能減少刺激性化學品的使用。因此，他們采用了太陽能反射盤而不是電熱板和節水冷凝器來代替常規冷凝器。此外，該團隊還更換了丙二醇 對于更危險的乙二醇作為節水冷凝器中的傳熱劑，它可以冷卻反應，而無需像常規冷凝器那樣連續流動冷水。
太陽能表現出槍金的加熱性能——在室外用太陽能反射器進行合成只需要30分鐘，而在實驗室中使用熱板需要3-4小時。研究人員還發現，增加回流時間——將反應加熱特定時間并使用冷凝器連續冷卻產生的蒸汽以將其轉化變回液體形式——從15分鐘到30分鐘大大增加了產量。“由于我們使用的是太陽的輻射能，因此我們不會因額外加熱而浪費電力，”Agee指出。研究人員說他們的方法可以可輕松用于尼龍6-6的工業化制造。
雖然鐵是一種豐富的金屬，但Aly和Agee想嘗試用一種更加環保的鐵廢料來催化反應，這種廢料可以在任何金屬被留在外面弄濕的地方找到：氧化鐵或鐵銹。目前為止，他們仍然在持續進行嘗試和試驗。
原標題：如何更加環保高效地制備尼龍6-6？科學家嘗試用鐵來替代鋅進行化學反應
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