科学家开发纳米级反应器可将CO转为乙酸

作者:凯撒皇宫赌场发布日期:2021-01-13 13:33

  莱斯大学的工程师们开发了一种新的反应器,可以将一氧化碳转化为乙酸。利用微小的铜立方体作为催化剂,该装置比较简单,可以长时间运行,让不需要的废气变成工业上有用的产品。

  一氧化碳通常是工业过程中产生的副产品,虽然它不是大气中直接的温室气体,但它可能是一种室内或城市空气污染物,在较高的浓度下对人体健康有害。

  在新研究中,莱斯大学的研究人员开发了一种方法,将这种潜在的危险废品变成有价值的东西。乙酸被用于醋等食品以及一系列工业过程和产品中,作为防腐剂、溶剂等。在之前团队用于将二氧化碳转化为甲酸的装置基础上,新的反应器将一氧化碳转换为乙酸。

  “我们正在将产品从一碳化合物甲酸升级,这更具挑战性,”该研究的作者王浩天(音译)说。“人们传统上是在液体电解质中生产醋酸,但他们仍然存在性能低下以及产品与电解质分离的问题。”

  在这种情况下,电解质是固体的。它与由纳米级铜立方体组成的催化剂相互作用,这些铜立方体经过精心设计,表面有波纹,有助于打破某些碳氧键,将气体转化为所需产品。

  “有时铜会沿着两种不同的途径产生化学物质,”王浩天说。“它可以将一氧化碳转化为乙酸和醇。我们设计了以一个面为主的铜立方体,可以帮助这种碳-碳耦合,其边缘可以引导碳-碳耦合向乙酸而不是其他产品。”

  去离子水通过管道进入反应器,在那里与醋酸混合,产生可用的溶液。剩余的气体以氧气的形式排放出来。

  在实验室测试中,该装置连续运行150小时,产生的溶液中醋酸含量高达2%--即使与食醋4%的醋酸含量相比,也是一种微弱的溶液,但足够有用。酸成分本身的纯度高达98%。该团队表示,为了使该系统具有可扩展性,还需要做更多的工作来改进该系统,包括使其更稳定、更节能。


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