Une méthode écologique pour fabriquer l’hydroxyalmine
Un groupe de chercheurs de l’Université des sciences et de la technologie de Chine a proposé un nouveau modèle pour produire de l' »hydroxyalmine » de manière durable, en utilisant l’air ambiant et l’eau. Les détails de cette méthode ont été publiés dans la revue « Nature Sustainability ».
L' »hydroxyalmine » est un composé chimique essentiel largement utilisé dans des domaines tels que la médecine, les pesticides, les textiles, et bien d’autres. Il est généralement produit selon trois méthodes traditionnelles, dont la plus connue est le « procédé de Raschig », en plus des méthodes de réduction de l’oxyde nitrique et de l’acide nitrique.
Chacune de ces méthodes traditionnelles présente des inconvénients environnementaux, incitant l’équipe de recherche dirigée par les professeurs Tseng Ji et Jing Chigang à développer une nouvelle méthode durable à faible empreinte carbone.
Méthodes de production traditionnelles de l’hydroxyalmine
Le processus traditionnel de production de l' »hydroxyalmine » appelé « procédé de Raschig », du nom du chimiste allemand Friedrich Raschig, implique la réaction de l’ammoniac avec l’hypochlorite de sodium pour former la « chloramine », qui est ensuite réduite par le bisulfite de sodium pour produire de l’hydroxyalmine.
Malgré l’efficacité de cette méthode, elle est connue pour sa perte importante d’azote et la génération de produits secondaires nocifs pour l’environnement, ce qui la rend moins durable dans la fabrication chimique moderne.
La deuxième méthode repose sur la réduction de l’oxyde nitrique avec de l’hydrogène en présence d’un catalyseur pour produire de l’hydroxyalmine. Cette méthode est généralement réalisée sous haute pression et haute température pour garantir une conversion efficace, entraînant des émissions de carbone importantes et nécessitant une grande quantité d’énergie, soulevant des préoccupations quant à son impact environnemental et sa durabilité.
3 étapes pour une production verte
Les chercheurs ont surmonté les problèmes des méthodes traditionnelles en développant un processus vert et durable n’utilisant que de l’air et de l’eau comme matières premières. Ils ont détaillé les étapes dans un communiqué publié par l’Université des sciences et de la technologie de Chine :
- Premièrement : Fixation du nitrogène par plasma
Les chercheurs introduisent de l’air dans un dispositif de décharge plasma où une série d’électrodes parallèles crée de multiples décharges qui brisent les liaisons fortes des molécules de nitrogène dans l’air. Cette opération convertit le nitrogène de l’air en acide nitrique, avec le flux d’air traversant la machine et transformant les molécules de nitrogène en acide nitrique, absorbé dans une solution aqueuse, acidifiant ainsi la solution.
- Deuxièmement : Collecte de l’acide nitrique
Les chercheurs améliorent le flux d’air à travers le dispositif pour obtenir une solution contenant la plus haute concentration possible d’acide nitrique, atteignant jusqu’à 20,3 millimoles par litre. Après plusieurs cycles de 30 minutes chacun (pour un total de 20 cycles), ils obtiennent une solution stable d’acide nitrique, élément principal nécessaire pour l’étape suivante.
- Troisièmement : Production finale
La solution d’acide nitrique est diluée et mélangée à des électrolytes spécifiques, puis les chercheurs utilisent un catalyseur en bismuth pour convertir l’acide nitrique en hydroxyalmine. En faisant passer un courant électrique à travers ce mélange pendant 5 heures, les chercheurs parviennent à produire de l’hydroxyalmine avec une concentration maximale de 77,7 millimoles par litre.
« L’hydroxyalmine », un composé chimique essentiel largement utilisé dans le domaine médical, les pesticides, les textiles, etc. (TrendIndia)
Production verte à moindre coût
Conformément aux étapes précédentes, la nouvelle méthode de production de l’hydroxyalmine présente de nombreux avantages environnementaux et économiques, comme l’a souligné le professeur en génie chimique à l’Université de Zagazig en Égypte, Khalid Sadek, dans une conversation téléphonique avec Al Jazeera Net.
Les avantages environnementaux mentionnés par Sadek sont les suivants :
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Réduction des émissions de carbone : Les méthodes traditionnelles, telles que la réduction de l’oxyde nitrique et de l’acide nitrique, entraînent des émissions de carbone élevées en raison de l’utilisation de combustibles fossiles et de processus énergivores. En revanche, la voie alternative utilise l’électricité, l’air et l’eau, réduisant considérablement les émissions de carbone.
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Réduction de la perte d’azote : Le procédé de Raschig, connu pour sa perte importante d’azote, entraîne une pollution environnementale. La nouvelle méthode utilise efficacement l’azote de l’air ambiant, réduisant les déchets et l’impact environnemental.
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Utilisation de l’air et de l’eau : En utilisant des ressources disponibles et renouvelables comme l’air et l’eau, la nouvelle méthode évite l’extraction et le traitement de matières premières, réduisant ainsi l’empreinte environnementale globale.
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Conditions plus modérées : Le nouveau processus de synthèse fonctionne dans des conditions modérées (température et pression ambiante), contrairement aux exigences de haute pression et température des méthodes traditionnelles, réduisant la consommation d’énergie et les impacts environnementaux associés.
Les chercheurs chinois ont créé une méthode verte et durable utilisant uniquement l’air et l’eau comme matières premières pour produire de l’hydroxyalmine (Nano Chem Zone)