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一種生產(chǎn)酞菁藍(lán)染料的更環(huán)保方法

作者：精顏化工日期： 2022-09-16 點(diǎn)擊量：文字大小：大中小

通往酞菁藍(lán)染料的更環(huán)保路線
一種新方法大大減少了生產(chǎn)廣泛使用的有機(jī)染料所需的溶劑量

有機(jī)染料，即含碳染料在自然界中具有重要作用。例如，它們負(fù)責(zé)運(yùn)輸體內(nèi)的氧氣和其他氣體（作為血紅蛋白的一部分），并在光合作用中將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能（葉綠素）。

酞菁是一類人工有機(jī)染料，酞菁的分子結(jié)構(gòu)使其廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程、傳感、納米醫(yī)學(xué)、太陽能電池和其他光電子領(lǐng)域。然而，阿爾托大學(xué)學(xué)院研究員愛德華多·阿納亞（Eduardo Anaya）說，酞菁的生產(chǎn)并非沒有問題酞菁是通過使用許多溶劑如二甲氨基乙醇（DMAE）生產(chǎn)的，它具有腐蝕性、易燃性、生物活性，對環(huán)境有害。

阿納亞和他在阿爾托大學(xué)的同事們已經(jīng)演示了如何通過固相合成以更環(huán)保的方式生產(chǎn)酞菁藍(lán)染料。他們的研究發(fā)表在《Angewandte化學(xué)國際版》雜志上，被歸類為“熱門論文”。

僅歐盟的工業(yè)每年就使用10000噸DMAE用于許多不同的工藝，另一位主要作者、博士后研究員桑德拉·卡貝爾（Sandra Kaabel）說，在阿爾托研究人員介紹的新方法中，溶劑的量減少了99%以上。

研究團(tuán)隊(duì)使用鄰苯二甲腈作為原料，這是一種常用于染料生產(chǎn)的有機(jī)化合物，首先用幾滴DMAE和鋅模板通過球磨進(jìn)行處理，然后將固體反應(yīng)混合物在烘箱中在55℃下老化一周，或在100℃下老化48小時(shí)。

卡貝爾說：“在烤箱中，看到顏色如何從白色、綠色變?yōu)樯钏{(lán)色非常有趣，你可以親眼看到這種方法的工作原理。”通過固態(tài)方法，我們可以在不需要溶解反應(yīng)組分的情況下生產(chǎn)化學(xué)品。

在傳統(tǒng)方法中，溶劑在160至250°C之間加熱，相對于所用材料和時(shí)間，總效率相當(dāng)?shù)?。阿爾托研究人員開發(fā)的環(huán)境友好方法通過去除大部分溶劑并在較低溫度下進(jìn)行反應(yīng)，將時(shí)間和產(chǎn)量提高了四倍。

來自大自然的例子，喝咖啡時(shí)產(chǎn)生的想法，阿納亞說:“大自然給了我們靈感，數(shù)百萬年來，它為許多不同的目的創(chuàng)造了有機(jī)顏色。”“例如，我們可以捕捉它們的本來面目，利用顏色在人工光合作用中產(chǎn)生能量，或者進(jìn)一步發(fā)展想法。”

新生物材料解決方案的想法在芬蘭阿爾托大學(xué)和芬蘭VTT技術(shù)研究中心共享的能力中心得到了完善，該研究小組正在開發(fā)通過染料和光引發(fā)的反應(yīng)進(jìn)行自我殺菌的纖維素材料，并可用于生物醫(yī)學(xué)。

這些新想法是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)外的遭遇中產(chǎn)生的。“我們生產(chǎn)染料的新方法的想法也來自于我們在咖啡室喝咖啡時(shí)產(chǎn)生的頭腦風(fēng)暴，然后我們才開始實(shí)驗(yàn)，”該小組的第一作者、博士生丹尼爾·蘭格雷特（Daniel Langerreiter）說。