Новости космоса и технологий. » Химия » Исследователи открывают эффективный способ превращения диоксида углерода в этилен

Исследователи открывают эффективный способ превращения диоксида углерода в этилен

Опубликовал: Admin, 19-09-2020, 17:05, Химия, 166, 0

Исследователи открывают эффективный способ превращения диоксида углерода в этилен

Группа исследователей из Калифорнийского технологического института и инженерной школы Самуэли Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе продемонстрировала многообещающий способ эффективного преобразования диоксида углерода в этилен - важное химическое вещество, используемое для производства пластмасс, растворителей, косметики и других важных продуктов во всем мире.

Ученые разработали наноразмерные медные проволоки с поверхностями особой формы, которые катализируют химическую реакцию, уменьшающую выбросы парниковых газов одновременно образуя этилен - ценное химическое вещество. Вычислительные исследования реакции показывают, что формованный катализатор способствует образованию этилена по сравнению с водородом или метаном. Подробное исследование продвижения было опубликовано в Природный катализ .

«Мы находимся на грани исчерпания ископаемого топлива в сочетании с проблемами глобального изменения климата», - сказал Ю Хуанг, соавтор исследования и профессор материаловедения и инженерии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. «Разработка материалов, которые могут эффективно превращать парниковые газы в топливо с добавленной стоимостью и химическое сырье, является важным шагом на пути к смягчению последствий глобального потепления при одновременном отказе от добычи все более ограниченного ископаемого топлива. Этот комплексный эксперимент и Теоретический анализ Представляют собой устойчивый путь к достижению Углекислый газ Переработка и утилизация ".

В настоящее время мировое производство этилена составляет 158 миллионов тонн в год. Многое из этого превращается в полиэтилен, который используется в пластиковой упаковке. Этилен перерабатывается из углеводородов, например природного газа.

«Идея использования меди для катализирования этой реакции существует уже давно, но главное - ускорить скорость, чтобы она была достаточно быстрой для промышленного производства», - сказал Уильям А. Годдард III, соавтор исследования, и Чарльз и Мэри Феркель из Калифорнийского технологического института, профессор химии, материаловедения и прикладной физики. «Это исследование показывает твердый путь к этой отметке с потенциалом преобразования производства этилена в более экологичную промышленность с использованием CO 2 , Который в противном случае оказался бы в атмосфере».

Использование меди для запуска процесса восстановления диоксида углерода (CO 2 ) В реакцию с этиленом (C 2 H 4 ) Нанесло два удара по нему. Во-первых, первоначальная химическая реакция также произвела водород и метан, которые нежелательны для промышленного производства. Во-вторых, предыдущие попытки, которые привели к производству этилена, длились недолго, а эффективность преобразования снижалась по мере того, как система продолжала работать.

Чтобы преодолеть эти два препятствия, исследователи сосредоточились на конструкции медных нанопроволок с высокоактивными «ступеньками» - подобными лестнице, расположенной в атомном масштабе. Одним из интересных открытий этого совместного исследования является то, что этот ступенчатый узор на поверхности нанопроволок оставался стабильным в условиях реакции, вопреки общему мнению, что эти высокоэнергетические особенности могут сгладиться. Это ключ как к долговечности системы, так и к селективности при производстве этилена вместо других конечных продуктов.

Команда продемонстрировала содержание углекислого газа до этилен коэффициент конверсии превышает 70%, что намного эффективнее, чем предыдущие разработки, которые давали как минимум на 10% меньше при тех же условиях. Новая система проработала 200 часов с небольшими изменениями в эффективность преобразования , большое достижение для катализаторов на основе меди. Кроме того, всестороннее понимание взаимосвязи структура-функция проиллюстрировало новую перспективу для разработки высокоактивного и прочного CO 2 катализатор восстановления в действии.

Хуанг и Годдард часто сотрудничали в течение многих лет, а исследовательская группа Годдарда сосредоточилась на теоретических причинах, лежащих в основе химические реакции , а группа Хуанга создала новые материалы и провела эксперименты. Ведущий автор статьи - Чхунгсок Чой, аспирант в области материаловедения и инженерии в Калифорнийском университете Самуэли и сотрудник лаборатории Хуанга.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии