يؤدي تحويل ذرة كلور واحدة إلى ذرة هيدروجين إلى إنتاج الكلوروفورم من هذا الغاز الخطير بنسبة استخدام تقترب من 100 بالمائة
ونظرًا لسميته والخطر الذي تنطوي عليه صيانته، لم يعد من الممكن إنتاج واستخدام رابع كلوريد الكربون في العديد من البلدان. ومع ذلك، في العملية المستخدمة لتحضير مركبات هيدروكربونية كلورية أخرى، مثل الكلوروفورم، يتم الحصول أيضًا على رابع كلوريد الكربون كمنتج ثانوي.
توصل فريق بحث بقيادة الباحث بيرت م. ويكهويسن من جامعة أوتريخت في هولندا، إلى طريقة جديدة ومثيرة للاهتمام يمكن أن تؤدي إلى إعادة تدوير هذه المواد بكفاءة. وكما نشر الباحثون في مجلة Angewandte Chemie، فإن محفز كلوريد اللانثانم يتسبب في قيام رابع كلوريد الكربون و"شريكه" في تفاعل ثنائي كلورو ميثان بتحويل ذرة كلور واحدة إلى ذرة هيدروجين وبالتالي تكوين الكلوروفورم مع استخدام يقترب من 100 بالمائة.
ومن أجل زيادة مساحة سطح المحفز، تمت إضافة كلوريد اللانثانم (LaCl3) إلى الركيزة المكونة من ألياف الكربون النانوية. ويؤدي ذلك إلى إنشاء محفز نشط للغاية وانتقائي ومستقر يساعد في تبادل ذرات الهيدروجين مع ذرات الكلور بين رابع كلوريد الكربون وثنائي كلورو الميثان. يقول الباحث الرئيسي: "تُظهر حسابات الكمبيوتر أن الآلية تحدث من خلال تفاعلين تبادليين منفصلين". ويبدو أن سطح المحفز لا يحتوي فقط على ذرات الكلور الطرفية للشبكة البلورية، بل يحتوي أيضًا على أشكال أخرى مرتبطة به بشكل ضعيف. يستبدل ثنائي كلورو ميثان إحدى ذرات الهيدروجين بذرة كلور واحدة مرتبطة بشكل ضعيف بالسطح. ويترك وراءه ذرة الهيدروجين التي ترتبط بشكل ضعيف بالسطح. يمكن أن تتفاعل ذرة الهيدروجين هذه مع رابع كلوريد الكربون، والذي في التفاعل يفصل ذرة كلور واحدة لصالح المحفز.
كلا خطوتين هذا التفاعل ينتجان الكلوروفورم حصريًا - ولا يتم قبول أي منتجات ثانوية. هذا التفاعل التحفيزي مثير للدهشة لأنه حتى الآن كان من المفترض أن وجود الأكسجين - في حالة غازية أو كذرات مرتبطة بالشبكة البلورية - ضروري لهذا النوع من التفاعل. يقول الباحث: "نعلن هنا لأول مرة أن مادة محفزة تعتمد على اللانثانم قادرة على تنشيط رابطة الكربون والهيدروجين ورابطة الكربون والكلور في غياب الأكسجين".
