Четверг, 2 февраля, 2023
Новости биотехнологий
No Result
View All Result
No Result
View All Result
Новости биотехнологий
No Result
View All Result
Home Биобезопасность

Исследователи открыли эффективный способ превращения диоксида углерода в этилен

16.09.2020
Биобезопасность, Нанобиотехнологии
0
29
VIEWS
Share on FacebookShare on Twitter

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, чтобы катализировать химическую реакцию, которая снижает выбросы парниковых газов при одновременном генерировании этилена — ценного химического вещества. Вычислительные исследования реакции показывают, что формованный катализатор способствует образованию этилена по сравнению с водородом или метаном. Исследование, подробно описывающее прогресс, было опубликовано в Nature Catalysis .

«Мы находимся на грани исчерпания ископаемого топлива в сочетании с проблемами глобального изменения климата», — сказал Ю Хуанг, соавтор исследования и профессор материаловедения и инженерии в Калифорнийском университете 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 вторичной переработке диоксида углерода 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 достижению этой отметки с потенциалом преобразования производства этилена в более экологичную промышленность, использующую CO 2 , который в противном случае оказался бы в атмосфере».

Использование меди для запуска реакции восстановления диоксида углерода (CO 2 ) в реакцию с этиленом (C 2 H 4 ) нанесло два удара. 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 степень превращения диоксида углерода в этилен более 70%, что намного более эффективно, чем предыдущие разработки, которые давали как минимум на 10% меньше при тех же условиях. Новая система проработала 200 часов с незначительным изменением эффективности преобразования , что является большим достижением для катализаторов на основе меди. Кроме того, всестороннее понимание взаимосвязи структура-функция проиллюстрировало новую перспективу разработки высокоактивного и долговечного катализатора восстановления CO 2 в действии.

Хуанг и Годдард были частыми сотрудниками в течение многих лет, исследовательская группа Годдарда сосредоточилась на теоретических причинах, лежащих в основе химических реакций , в то время как группа Хуанга создавала новые материалы и проводила эксперименты. Ведущий автор статьи — Чхунгсок Чой, аспирант в области материаловедения и инженерии в Калифорнийском университете Самуэли и сотрудник лаборатории Хуанга.


Источник: Калифорнийский университет в Лос — Анджелесе
Фото: Юй Хуанг и Уильям А. Годдард III

Предыдущий

Размер мозга пчелы связан с разнообразием рациона

Следующий

Отходы пищевой цепочки могут стать ключом к лечению глазных инфекций во всем мире

  • Конфиденциальность
Создание сайта Get-Going.ru

© 2021-2023 Новости биотехнологий

  • БИОИНФОРМАТИКА
  • БИОБЕЗОПАСТНОСТЬ
  • НАНОБИОТЕХНОЛОГИИ
  • СИНТЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ
  • ОТРАСЛЕВЫЕ БИОТЕХНОЛОГИИ
  • ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ
  • СТАРТАПЫ
  • COVID-19

© 2021-2023 Новости биотехнологий

Welcome Back!

Login to your account below

Forgotten Password?

Create New Account!

Fill the forms below to register

All fields are required. Log In

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In
Просматривая этот сайт, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности