Новости космоса и технологий. » Химия » Ученые разрабатывают катализатор для преобразования этанола в ценные химические вещества и топливо

Ученые разрабатывают катализатор для преобразования этанола в ценные химические вещества и топливо

Опубликовал: Admin, 11-11-2020, 01:01, Химия, 46, 0

Ученые разрабатывают катализатор для преобразования этанола в ценные химические вещества и топливо

Хотя мы обычно думаем об этаноле как о топливе для бензобака, он также может быть преобразован в ценные химические вещества, которые могут помочь заменить множество продуктов на основе нефти, помимо бензина. Однако развитие этанола для более широкого круга отраслей требует более эффективных химических процессов, чем те, которые доступны сегодня.

Ученые Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) разработали новый катализатор который превращает этанол в кетоны C5 +, которые могут служить строительными блоками для всего, от растворителей до авиационного топлива. В новой статье они описывают этот прорыв в химии и механизм, лежащий в основе этого.

Модернизация этанола до кетонов C5 + в одной емкости

Катализаторы необходимы для ускорения химических превращений, которые превращают этанол в другие соединения. Чтобы быть коммерчески жизнеспособным, катализатор должен быть очень активным, в то же время избирательно генерируя желаемые химические продукты - другими словами, он должен надежно производить точный искомый материал. Ученые ищут катализаторы для этанола, которые могут эффективно выделять нужные соединения, и делают это неоднократно. В химии, которая требует многочисленных стадий реакции в длинном каскаде химических реакций в направлении конечного конечного продукта, это может быть сложной задачей.

Катализатор, разработанный в PNNL, объединяет несколько реакций в одну стадию. Этанол встречается с катализатором при высокой температуре (370 ° C или 698 ° F) и давлении (300 фунтов на квадратный дюйм). Затем он быстро превращается в продукты, содержащие более 70% кетонов C5 +. Катализатор также выглядит прочным, оставаясь стабильным после 2000 часов использования. Конечная цель - получить катализатор, который прослужит от 2 до 5 лет.

Для своего исследования ученые объединили оксид цинка и диоксид циркония в качестве катализатора. Такие катализаторы на основе смешанных оксидов обычно не достигают такой селективности, вместо этого выделяя слишком много нежелательных побочных продуктов.

Но исследователи добавили в смесь еще один ключевой ингредиент: палладий. В ходе этого процесса палладий и цинк образовали сплав, который ведет себя совсем иначе, чем его составные части, катализируя только необходимые стадии реакции, которые приводят к образованию кетонов C5 +.

«Новым является производство этих кетонов путем образования сплава между палладием и цинком во время реакции», - сказал Карти Рамасами, соавтор исследования и старший инженер-исследователь PNNL. «На этом катализаторе происходит так много промежуточных этапов - каждый этап требует отдельного компонента катализатора для его активации».

Один катализатор, гибкая работа

Катализатор можно использовать для получения 2-пентанона и /или 2-гептанона, которые используются в растворителях для электронной промышленности и обычно получаются из нефти. Кетоны C5 + также могут служить в качестве промежуточных продуктов для производства топливной смеси, смазочных материалов, авиационного топлива и дизельного топлива. Производство таких продуктов из возобновляемых источников этанол Вместо ископаемых ресурсов можно сократить выбросы парниковых газов и повысить энергетическую безопасность.

«Этот катализатор очень гибкий, - сказал Рамасами. «Мы можем вносить изменения в рабочие условия, такие как температура и давление, чтобы достичь желаемого состава продукта».

Этот процесс подробно описан в статье «Прямое каталитическое превращение этанола в кетоны C5 +: роль сплава Pd – Zn в каталитической активности и стабильности», опубликованной в журнале Angewandte Chemie International Edition .


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