鉑金催化劑可能是減少甲烷排放的關(guān)鍵
2022-01-13 16:30:42
目前，來自美國愛荷華州立大學(xué)、普渡大學(xué)及約翰霍普金斯大學(xué)的研究者們研發(fā)并測(cè)試了一項(xiàng)新的催化劑技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可以安全有效防止甲烷進(jìn)入大氣層的同時(shí)能夠利用這一溫室氣體。在《自然-催化》（Nature Catalysis）期刊發(fā)表的一篇論文中，研究團(tuán)隊(duì)解釋道，甲烷是一種強(qiáng)大的溫室氣體，能比其他溫室氣體產(chǎn)生更大的溫室效應(yīng)。而大多數(shù)回收利用甲烷的過程卻十分復(fù)雜，因?yàn)橄胍蚱萍淄榈乃膫€(gè)碳-氫鍵需要極高的溫度，并需要將氧氣和可燃?xì)怏w混合來產(chǎn)生合成氣，從而產(chǎn)生甲醇來和氫氣反應(yīng)制成氨。其他轉(zhuǎn)換反應(yīng)并不是很有效，在反應(yīng)過程中也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。鑒于這種情況，美國的研究人員們開發(fā)了一種新的催化劑。這種催化劑由一到兩層的鉑組成，每層只有一個(gè)原子的厚度，并被放置在一種被稱為“MXenes “的二維金屬碳化物結(jié)構(gòu)上。這一結(jié)構(gòu)由碳、鉬和鈦制成。據(jù)該研究團(tuán)隊(duì)介紹，，這種薄層可以允許每個(gè)鉑原子都用做催化劑，并可以形成防止覆蓋鉑并使其失活的殘留物，這意味著催化劑的制造可以使用更少的鉑金。雖然研究團(tuán)隊(duì)的最初目標(biāo)是探究識(shí)別各種碳化物的電學(xué)和化學(xué)性質(zhì)，但他們最終在“MXene “上取得了超出預(yù)期的發(fā)現(xiàn)。“我們從未見過碳化物能夠如此活躍“，論文的作者之一，來自愛荷華州立大學(xué)的Wu Yue表示，”碳化物通常為惰性；舉個(gè)例子，高速鉆頭的表面堅(jiān)硬且不易反應(yīng)就是碳化物惰性的體現(xiàn)。在發(fā)現(xiàn)這些特性后，Wu Yue和他的同事們開始嘗試?yán)眠@項(xiàng)技術(shù)去除頁巖中的氫氣，這項(xiàng)工作后來發(fā)展到可以用于研究其他與天然氣相關(guān)的反應(yīng)當(dāng)中。??Wu Yue表示：“過去還沒有人嘗試過將這些碳化物用于高容量反應(yīng)“。甲烷轉(zhuǎn)化為乙烷／乙烯反應(yīng)的關(guān)鍵在于碳化物純度要足夠高且鉑層表面要足夠干凈。滿足以上條件后，這些反應(yīng)在不斷運(yùn)行的固定床反應(yīng)器中能實(shí)現(xiàn)約7%的甲烷轉(zhuǎn)化率和95%的乙烷／乙烯選擇性轉(zhuǎn)化率。反應(yīng)產(chǎn)物可以用來制造塑料或者樹脂，比如常見的聚乙烯塑料。“值得注意的是，這種新的催化劑可以連續(xù)運(yùn)行72小時(shí)卻沒有任何失活跡象，這表明這項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)規(guī)?；褂梅矫嬗兄饷鞯那熬啊！?/section>在Wu Yue看來，這一新催化劑是革命性的，它在未來減少甲烷及其燃燒產(chǎn)物二氧化碳排放方面開辟了一條全新的道路。(來源:.mining.com)翻譯：世界鉑金投資協(xié)會(huì)
