Met metathesereacties kun je polyethyleen efficiënt omzetten in lichte, vloeibare alkanen, onder de mildste condities die ooit zijn vertoond voor dit proces. Dat claimen althans Chinese en Amerikaanse onderzoekers in Scientific Reports.

Die metathese is een bekende truc uit de kleinschalige organische chemie; in 2005 kregen Yves Chauvin, Richard Schrock en Robert Grubbs er een Nobelprijs voor. Het komt er op neer dat je twee alkenen (dus koolwaterstofketens waar ergens een dubbele binding in zit) bij die dubbele binding doormidden knipt. Daarna zet je een helft van de ene aan een helft van de andere.

Grootschalige toepassingen lijken voor de hand te liggen maar in de praktijk zijn ze tot nu toe vrijwel uitgebleven. Alleen Shell heeft wel eens metathese ingezet om de ketens van petrochemische producten te verlengen.

Op het nu gepresenteerde idee broedt laatste auteur Zheng Guang al langer. Polyethyleen bestaat in wezen uit zeer lange koolwaterstofketens. Die wil hij als het ware verdunnen met een overmaat petroleumether of andere lichte koolwaterstoffracties waaraan de petrochemie bepaald geen gebrek heeft. Eerst dehydrogeneer je al die moleculen met een organo-iridiumcomplex als katalysator, om de dubbele bindingen er in te krijgen.Vervolgens laat je er net zo lang een metathese-katalysator op los (bijvoorbeeld rheniumoxide op een aluminiumoxidedrager) tot de molecuulgewichten zich hebben uitgemiddeld.

Tot slot mag de iridiumkatalysator de boel weer hydrogeneren tot alkanen.

Als je het proces uitvoert bij 175 graden Celsius, onder een argonatmosfeer om ongewenste reacties met zuurstof te vermijden, lost de kunststof bovendien in de lichte fracties op. Ten eerste kunnen de katalysatoren er zo optimaal bij komen, ten tweede ontloop je de problemen met warmte-overdracht die je wél zou krijgen wanneer je moest werken met pure, gesmolten kunststof.

Analyse met gaschromatografie bevestigde dat de eerste proef een groot succes was. Waarbij moet worden aangetekend dat het een kolfje van 10 ml betrof en er dus nog héél veel moet worden opgeschaald.

bron: UC Irvine