وینیل کلراید (VCM)، پیش‌ماده اصلی برای تولید PVC، به‌طور سنتی از منابع اتیلنی یا استیلنی)یعنی( C2 تولید می‌شود. این مسیرها:

• متکی بر نفت و زغال‌سنگ هستند.
• دارای آلایندگی بالا و ردپای کربن (carbon footprint) زیادند.
• معمولاً به دماهای بسیار بالا (بیش از (850°C نیاز دارند.

راه‌حل پیشنهادی مقاله:

مسیر جدید سنتز وینیل کلراید از مولکول‌های C1 با استفاده از:

1. اکسی‌پیرولیز) CH₃Clمتیل‌کلرید(
2. کاتالیزور جامد با نانوخوشه‌های تنگستات (WOₓ) در بستر زیرکونیایی (ZrO₂)
3. کوپلینگ انتخابی رادیکال‌های ·CH₂Cl به وینیل کلراید (C₂H₃Cl)

مکانیسم پیشنهادی واکنش:

فرآیند شامل دو مرحله کلیدی است:

1-تولید رادیکال فعال:

در دمای 650–750°C  و در حضور اکسیژن:

CH₃Cl → ·CH₂Cl + H

2-کوپلینگ رادیکال‌ها بر روی سطح کاتالیزور:

2·CH₂Cl → C₂H₃Cl + HCl

نتیجه:

• واکنش هم‌زمان هموژن (در فاز گاز) و هتروژن (بر سطح کاتالیزور) انجام می‌شود.
• توسط تکنیک پیشرفته Photoionization Mass Spectrometry در شرایط in situ تأیید شده است.

مشخصات کاتالیزور:

• WOₓ نانوکلاستر (واکنش‌پذیر بالا)
• ماتریس) ZrO₂ پایداری حرارتی بالا، پراکندگی مناسب(
• قابلیت جذب و واکنش با رادیکال‌های کلردار

نتایج عملکردی:

• دمای عملیاتی: )650–750°C کمتر از مسیرهای صنعتی سنتی(
• پایداری کاتالیزور: بدون افت عملکرد تا 50 ساعت
• بازده VCM: حدود 30%

مسیر پیشنهادی: متانول ← متیل‌کلرید ←وینیل‌کلراید (MTV Route)

با ترکیب واکنش‌های زیر:

1. متانول + HCl → CH₃Cl + H₂O
2. CH₃Cl → VCM (طبق روش بالا)

این زنجیره کاملاً می‌تواند با منابع تجدیدپذیر مانند بیومتانول زیستی تولید شود.

مزایای زیست‌محیطی و اقتصادی:

این مسیر نه‌تنها سبزتر است، بلکه در آینده حتی می‌تواند اثر مثبت زیست‌محیطی داشته باشد.

جمع‌بندی نهایی:

برای نخستین بار، کوپلینگ مستقیم رادیکال‌های ·CH₂Cl در حضور کاتالیزور جامد برای تولید VCM گزارش شده است.

اثرات کاربردی:

• جایگزینی بالقوه برای مسیرهای آلاینده اتیلن-پایه
• امکان اتصال صنعت PVC به زنجیره‌های کاملاً غیرنفتی
• راه‌حلی صنعتی‌پذیر با مزایای اقتصادی و زیست‌محیطی چشمگیر