忻府报社新发现的催化剂可导致清洁生产甲醇
作者:admin 发布时间:2020-03-23 00:12
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新发现的催化剂可导致清洁生产甲醇

艺术家绘制了镍镓活性位点,该位点将氢和二氧化碳合成为甲醇

镍原子为浅灰色,镓原子为深灰色,氧原子为红色

一个国际科学家团队开发了一种新的镍镓催化剂,该催化剂可用于将氢和二氧化碳的排放转化为甲醇

一个研究小组发现了一种潜在的清洁,低成本的方法,可以将二氧化碳转化为甲醇,这是生产塑料,胶粘剂和溶剂的关键成分,也是一种有希望的运输燃料

斯坦福大学,slac国家加速器实验室和丹麦技术大学的科学家结合理论和实验,确定了一种新型的镍镓催化剂,该催化剂将氢和二氧化碳转化为甲醇的副产物比常规催化剂少

结果发表在3月2日的《自然化学》杂志在线版上

slac研究人员菲利克斯·斯塔德特(felix studt)说,甲醇是在大型工厂中使用天然气中的氢气,二氧化碳和一氧化碳在非常高压下进行处理的

我们正在寻找能够在低压条件下从清洁的来源(例如阳光)中制造甲醇,同时产生少量一氧化碳的材料

这组作者说,最终目标是开发一种大规模的制造工艺,该工艺使用清洁的氢气实现无污染且碳中和

斯坦福大学化学工程学教授詹斯·诺斯科夫说,想像一下您是否可以使用可再生资源中的氢来合成甲醇,例如被阳光分解的水以及从发电厂和其他工业烟囱中捕获的二氧化碳

最终,我们还想生产高级醇,例如乙醇和丙醇,与甲醇不同,如今可以将其直接添加到汽油中

工业甲醇

全世界每年生产约6500万吨甲醇,用于制造油漆,聚合物,胶水和生物燃料

在典型的甲醇工厂中,天然气和水被转化为合成气(合成气),由一氧化碳,二氧化碳和氢气组成

然后使用由铜,锌和铝制成的催化剂在高压过程中将合成气转化为甲醇

studt说,我们花了很多时间研究甲醇的合成和工业过程

我们花了大约三年的时间来弄清楚该过程的工作原理,并确定了合成甲醇的铜锌铝催化剂上的活性位

一旦他和他的同事在分子水平上了解了甲醇的合成,他们便开始寻找一种新的能够忻府报社在低压下仅使用氢气和二氧化碳合成甲醇的新型催化剂

studt没有在实验室中测试各种化合物,而是在他和合著者slac开发的庞大计算机数据库中搜索了有希望的催化剂

斯坦福大学和slac suncat界面科学与催化中心的主任norskov解释说,该技术被称为计算材料设计

您会完全基于计算机计算获得有关新功能材料的想法

首先,实验室中没有试错法

您可以利用自己的洞察力和强大的计算机能力来识别新颖有趣的材料,然后可以通过实验对其进行测试

studt将铜锌铝催化剂与数据库中的数千种其他材料进行了比较

事实证明,最有希望的候选人是一种鲜为人知的化合物,称为镍镓

诺斯科夫说,一旦我们从计算机中获得了化合物的名称,仍然需要有人对其进行测试

所以我们必须有一个好的实验伙伴

诺尔斯科夫求助于丹麦技术大学的研究小组,该小组由研究论文的合著者ib chorkendorff领导

首先,丹麦团队执行了将镍和镓合成为固体催化剂的任务

然后,科学家进行了一系列实验,以查看这种新型催化剂是否可以在正常的室温下实际产生甲醇

实验室测试证实计算机是正确的选择

在高温下,镍镓比常规的铜锌铝催化剂产生更多的甲醇,而一氧化碳副产物要少得多

乔肯道夫说,您想制造甲醇而不是一氧化碳

您还需要稳定且不会分解的催化剂

实验室测试表明,镍镓实际上是一种非常稳定的固体

尽管这些结果显示出希望,但仍有大量工作要做

乔肯多夫补充说,星期三希望使催化剂更加清洁

如果它仅包含少量的纯镍纳米颗粒,则产量会下降很多,因为纯镍在合成甲醇方面很糟糕

实际上,忻府报社它会产生您不想要的各种化学副产品

镍相对丰富,而镓虽然价格昂贵,但已广泛用于电子行业

这组作者说,这表明这种新催化剂最终可以扩大规模以用于工业用途

他们指出,但是要使甲醇合成成为真正的碳中和过程,将需要克服许多其他障碍

该研究的其他合著者是slac的jens hummelshoj;丹麦技术大学的irek sharafutdinov,christian elkjaer和soren dahl

该研究得到了美国能源部,丹麦国家研究基金会和丹麦科学技术与创新部的支持

出版物:felix studt等人,《发现用于将二氧化碳还原为甲醇的ni-ga催化剂的发现》,《自然化学》,2014年;doi:10.1038 / nchem.1873

太阳gg娱乐综合报道

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