ตัวเร่งปฏิกิริยาอนุภาคนาโนแปลงคาร์บอนไดออกไซด์เป็นคาร์บอนมอนอกไซด์เพื่อสร้างสารประกอบที่มีประโยชน์

ในฐานะที่เป็นก๊าซเรือนกระจกคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเนื่องจากสะสมในชั้นบรรยากาศ วิธีหนึ่งในการลดปริมาณของ CO 2 ที่ไม่พึงประสงค์ ในชั้นบรรยากาศคือการแปลงก๊าซให้เป็นผลิตภัณฑ์คาร์บอนที่มีประโยชน์ซึ่งสามารถใช้ในการสร้างสารประกอบที่มีค่า

การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้แนบอนุภาคนาโนของเฟสเบต้าโมลิบดีนัมคาร์ไบด์ (β-MO 2 C) ตัวเร่งปฏิกิริยาบน ซิลิคอนไดออกไซด์ (SIO 2 ) สนับสนุนเพื่อเพิ่มความเร็วในการแปลง CO 2 ให้เป็นก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ที่มีประโยชน์มากขึ้น

CO 2 เป็นโมเลกุลที่มีความเสถียรมากซึ่งทำให้การเปลี่ยน ก๊าซเรือนกระจก เป็นโมเลกุลอื่น ๆ ที่ท้าทาย ตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถใช้ใน ปฏิกิริยาทางเคมี เพื่อลดปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการสร้างหรือทำลายพันธะเคมีและใช้ในปฏิกิริยาการเปลี่ยนก๊าซน้ำ (RWGS) ย้อนกลับเพื่อแปลง CO 2 และก๊าซไฮโดรเจน (H 2 ) เป็น CO และน้ำ (H (H 2 o)

ที่สำคัญก๊าซ CO ที่ผลิตโดยปฏิกิริยาเรียกว่า syngas หรือก๊าซสังเคราะห์เมื่อรวมกับ H 2 และสามารถใช้เป็น แหล่งคาร์บอน เพื่อสร้างสารประกอบสำคัญอื่น ๆ

ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบดั้งเดิมในปฏิกิริยา RWGs ทำจาก โลหะมีค่า รวมถึงแพลตตินัม (PT), แพลเลเดียม (PD) และทองคำ (AU) จำกัด ประสิทธิภาพต้นทุนของปฏิกิริยา ด้วยเหตุนี้วัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่และวิธีการก่อตัวได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อเพิ่มการใช้งานจริงของปฏิกิริยา RWGS เป็นวิธีการลดบรรยากาศ CO 2 และสร้าง syngas

เพื่อแก้ไขปัญหาต้นทุนของตัวเร่งปฏิกิริยา RWG แบบดั้งเดิมทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ใน Urbana-Champaign ได้ศึกษาการก่อตัวและกิจกรรมเร่งปฏิกิริยาของอนุภาคนาโนที่ถูกกว่าβ-Mo 2 C catalysts ในการสนับสนุน SIO 2 เพื่อพิจารณาว่าต่ำกว่า -COST CATALYST สามารถเพิ่มระดับกิจกรรมของβ-MO 2 C ด้วยการรองรับซิลิกาออกไซด์ในปฏิกิริยา RWGS

ทีมตีพิมพ์การศึกษาใน อนาคตคาร์บอน ในวันที่ 30 เมษายน

"สังคมกำลังก้าวไปสู่เศรษฐกิจคาร์บอนเป็นกลางคาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซเรือนกระจกดังนั้นเทคโนโลยีใด ๆ ที่สามารถทำลายพันธะคาร์บอนออกไซด์ในโมเลกุลนี้และเปลี่ยนคาร์บอนให้กลายเป็นสารเคมีที่มีมูลค่าเพิ่มอาจเป็นที่สนใจ

“ สารเคมี C1 ที่สำคัญอย่างหนึ่งคือคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่จำเป็นในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายเช่นเชื้อเพลิงสังเคราะห์และวิตามินเอ” ฮงหยางศาสตราจารย์ประธานอัลคีร์ในภาควิชาเคมีและวิศวกรรมชีวโมเลกุลของมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์กล่าว ที่ Urbana-Champaign และผู้แต่ง หนังสือพิมพ์ อาวุโส

ที่สำคัญโครงสร้างการสนับสนุนตัวเร่งปฏิกิริยา SIO 2 ช่วยปรับปรุงกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาของβ-MO 2 C 8 เท่าเมื่อเทียบกับβ-MO 2 C. แม้จะมีกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาที่ดีขึ้น, ตัวเร่งปฏิกิริยาβ-MO 2 C/SIO 2 แสดงให้เห็นถึงการแปลง CO สูงสูง และเพิ่มความเสถียรเมื่อเทียบกับβ-mo 2 C จำนวนมากในปฏิกิริยา RWGS

“ การค้นพบที่สำคัญของงานของเราเป็นกระบวนการใหม่สำหรับการผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาที่โหลดโลหะสูงที่ทำจากอนุภาคนาโนโมลิบดีนัมคาร์ไบด์ตัวเร่งปฏิกิริยาคาร์ไบด์โลหะเช่นนี้ได้รับการพัฒนาสำหรับการแปลง คาร์บอนไดออกไซด์ เป็นคาร์บอนออกไซด์ในอัตราการผลิตสูงและการเลือก นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในภาควิชาวิศวกรรมเคมีและชีวโมเลกุลที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ที่ Urbana-Champaign และผู้เขียนบทความแรก

โดยเฉพาะอย่างยิ่งนักวิจัยได้สังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยา nanoparticle β-Mo 2 C ที่ดูดซึมเข้าสู่การสนับสนุน SIO 2 (β-MO 2 C/SIO 2 ) โครงสร้างอสัณฐานของการสนับสนุน SIO 2 มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการก่อตัวของอนุภาคนาโนกิจกรรมและความเสถียรของ ตัวเร่งปฏิกิริยา β-MO 2 C/SIO 2

ทีมทดสอบซีเซียม (CE), แมกนีเซียม (MG), ไทเทเนียม (TI) และอลูมิเนียม (AL) ออกไซด์เป็นที่รองรับที่มีศักยภาพ แต่ตัวเร่งปฏิกิริยาใน SIO 2 สร้างการก่อตัวของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ดีที่สุดที่อุณหภูมิ 650 ° C

“ ดูเหมือนว่าธรรมชาติที่ไม่เป็นระเบียบของซิลิกาอสัณฐานซึ่งมีพฤติกรรมเหมือนกาวกับตัวเร่งปฏิกิริยานาโนเป็นปัจจัยสำคัญของความสำเร็จของเราในการบรรลุการโหลดโลหะสูงและกิจกรรมสูงที่สอดคล้องกัน” Siying Yu นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในภาควิชาเคมีและชีวโมเลกุล วิศวกรรมที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ที่ Urbana-Champaign และผู้เขียนร่วมของบทความ อิงค์เจ็ท

การเคลือบแบบเปิดรับอิงค์เจ็ท, เม็ดสีต้านการแข็งตัว, สารปู