Neue Methode: Fluorit-Einsatz in Wasser revolutioniert umweltfreundliche Herstellung von Fluorchemikalien

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Durch Klaus Schmidt
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Flussspatkristalle, die in klarem blauen Wasser getaucht sind.

BerlinEin revolutionäres Verfahren zur Herstellung von Fluorchemikalien verändert die Arbeitsweise in bestimmten Industrien. Die herkömmlichen Methoden erfordern den Einsatz von hochgefährlichem Wasserstofffluorid (HF), das Sicherheits- und Umweltprobleme verursacht. Forscher der Universität Oxford haben nun eine sicherere und umweltfreundlichere Technik entwickelt, bei der direkt Fluorit (CaF₂) in Wasser verwendet wird. Dieses neue Verfahren kommt ohne HF aus und ist energieeffizienter, wodurch es eine vielseitige Alternative zur Herstellung von Fluorchemikalien darstellt.

Diese neue Methode setzt Flussspat als Hauptquelle für Fluorid ein. Zudem werden fluorophile Lewis-Säuren und Oxalsäure genutzt, um die Reaktion zu unterstützen. Im Gegensatz zu den bisher verwendeten robusteren Verfahren zur Herstellung von HF erfolgt dieser Ansatz unter sanfteren Bedingungen.

Diese neue Methode bringt zahlreiche Vorteile mit sich. Sie verringert nicht nur das Risiko im Zusammenhang mit HF, sondern reduziert auch den CO2-Fußabdruck, indem sie das energieintensive HF-Produktionsverfahren beseitigt. Das Team aus Oxford bewies, dass Flussspat, obwohl er von Natur aus stabil und nicht sehr löslich ist, in Wasser verarbeitet werden kann. Durch die gleichzeitige Verwendung von Oxalsäure und einer Lewis-Säure erzeugt die Methode nützliche Fluorchemikalien-Reagenzien.

Diese Methode kann in verschiedenen Varianten mit unterschiedlichen Lewis-Säuren angewendet werden. Beispielsweise führt die Verwendung von Borsäure zur Bildung von Tetrafluorborsäure, die nützlich für Balz-Schiemann-Reaktionen ist. Die Nutzung von Siliciumdioxid hingegen resultiert in Hexafluorokieselsäure, die in gängige Chemikalien zur Fluorierung umgewandelt werden kann.

Diese Entwicklung bietet eine sicherere Methode zur Herstellung von Substanzen und ermöglicht die lokale Produktion von Fluorchemikalien. Durch lokale Produktion können wir Transportgefahren und Emissionen verringern. Zudem kann die Verwendung alternativer Materialien wie aus CO₂ gewonnenem Oxalsäure die Nachhaltigkeit verbessern.

Forschung aus Oxford präsentiert eine innovative Methode zur Herstellung von Fluorchemikalien, die umweltfreundlicher ist. Diese Methode kann sowohl in Schulen als auch in Industriebetrieben ohne spezielle Ausrüstung angewendet werden, was ihre Einführung erleichtert. Da Industrien zunehmend nach umweltfreundlichen Optionen suchen, bietet diese Studie einen klaren Ansatz für die sicherere und nachhaltigere Produktion von Fluorchemikalien.

Die Studie wird hier veröffentlicht:

http://dx.doi.org/10.1038/s41586-024-08125-1

und seine offizielle Zitation - einschließlich Autoren und Zeitschrift - lautet

Immo Klose, Calum Patel, Anirban Mondal, Andrew Schwarz, Gabriele Pupo, Véronique Gouverneur. Fluorspar to fluorochemicals upon low-temperature activation in water. Nature, 2024; 635 (8038): 359 DOI: 10.1038/s41586-024-08125-1
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