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                新型催化剂可以将温室气体转化为燃料、塑料
                2020-3-23    来源:中国塑料机械工业协会

                 

                研究人员正致力于将温室〓气体转化为可再生燃料和其他材料,以帮助解决与气〓候变化相关的一些环境问题;而现在科研人员又向前迈出了一步。韩国科学技术※研究院(KAIST)团队开发出了一种新ぷ型催化剂,它可以将二氧化碳等气体循环转▂化为可用【于制造燃料、氢气和其他化学物质的材料。

                韩国科学技术研究院的前身是韩〒国先进科学技术研究院(Korea Advanced Institute of Science and Technology)

                世界各地的科学家一直在寻找更便宜、更有效的方法来重新利用二氧化▆碳和甲烷等有害气体,这些气体是通过燃烧化石燃料和其他工业过程排放到大气中的,从而︼造成污染。

                KAIST的研究人员已经开发出一种催化剂,它可以将温室气体循环转化为可用于燃料、氢气和其他化学物质的成分。(供图: KAIST)

                化学和分子工程副教授卡弗·雅夫兹(Cafer Yavuz)领导的KAIST小组表示,团队现¤在已经创造出一种催化剂,可以成功地大量转化二氧化碳和甲烷等温室气体。

                Yavuz说,研究人员∞用镍、镁和钼组成的催化剂取得了这一成果,该催化剂使用一种称为干法转化的过程,将有害气体转化为化学物质,这些化学物质不▼仅可以再用来制造氢燃料,还可以用来制造塑料或药品。

                高效转换

                该催化剂被研究人员称为“单晶边缘的←纳米催化剂”(NOSCE),可引发并加快二氧化碳和甲烷转化为】氢气的反应速率。

                研究人员表示,虽然还有其他解决方案也可以实现这种转换,但↓其中使用了许多稀有和昂贵的金属,例如铂和铑。这些先前发明的转换方√法在有效性方面也受到限制。Yavuz表示说:我们的研究解★决了催化剂界面临的许多挑战。我们相信,NOSCE机制将改善其他低效的催化反应,并进一步减少温室气体的排放。

                研究人员称,其他研究人员此前曾尝试用镍来ㄨ替代更昂贵的金属,但收效甚微。在这种情况下△,碳的副产物堆积起来,表面的纳米颗粒◎聚集在镍上,改变了催化剂的组成和几何结构,使其失效。

                Yavuz:“困难在于对大量催化剂表面的活性位点@缺乏控制,因为尝试的任何精制方法都会改变催化々剂本身的性质。”

                迎接挑战

                KAIST化学与生ξ 物分子工程系的研究生宋永东(音译)也参与了这个项目,他说,他的团队通过小心处理用来制♀造催化剂的镍,克服了这个问题。事实证明,这是一个相当大的挑战。他说:“我们花了将近一年的时间来了解其基本机制。一旦我们详细研究了所有的化学事件,我们震惊了。

                具体来说,研究人员在单晶氧化镁存在的还原环境№下生产出镍钼纳米颗粒,研究人〗员说。在反应气体下加热成分使纳米颗粒在原始晶体表面上移动,以寻找锚定♀点。

                研究人员说,由此产生的活性催化剂密封了自身的高能】活性位点,并永久固定了纳米颗粒的位置。这可以防止碳在镍上堆积,也可以防止表面粒子在镍上相互结合。

                研究人员在《科学》杂志上发表了一篇关于他们工作的论文。他们希望相关催化剂可以帮助温室气体回收的整体解决方案做出贡献。

                (来源:PlasticsToday;编译:张秀  北京化工大学)

                 
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