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并非暴殄天物!科学家用黄金攻克催化技术难关

前瞻网 2022-01-07 13:40

 

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虽然天然气是最绿色的化石燃料之一,但它在燃烧时仍会向大气排放危险的温室气体。

因此,卡迪夫大学的研究人员与美国利哈伊大学和中国武汉国家磁共振中心的研究人员合作,设计出了新的方法,以更简单、经济和低碳的方式将占天然气70-90%的甲烷转化为更有用的产品,如燃料和化学品(如甲醇和乙酸)。

截止最近,这个过程只能通过多个步骤实现,高度耗能且非常昂贵。

为了产生甲醇和乙酸,研究小组通过将黄金和沸石ZSM-5制成催化剂,帮助甲烷与氧气发生反应。

随后,科学家用高能电子显微镜检查催化剂,发现最活性的催化剂不包含金原子,而是金纳米颗粒——尺寸在3至15纳米之间的极小颗粒,这个尺寸的金纳米颗粒可以表现出与较大颗粒明显不同的物理和化学特性。

使用这种催化剂生产甲醇是意料之中的事;然而,这种新方法的新颖之处在于生产乙酸。乙酸是一种常见的工业化学品,大量用于制造产品,如纺织印刷油墨、染料、摄影化学品、农药、药品、橡胶和塑料。同时,甲醇也是一种生物燃料

尽管贵金属黄金的惰性众所周知,但卡迪夫催化研究所的科学家们的开创性研究表明,事实上,它是一种极其高效和可靠的催化剂,可以有效地用于许多重要的工业过程。

该研究的共同作者、卡迪夫催化研究所的化学注册教授Graham Hutchings教授说:“我们在这项研究中首次成功地证明了金纳米粒子可以作为高效催化剂,为以简单和具有成本效益的方式创造重要的燃料和化学品迈出了重要的第一步。”

该研究论文题为'Au-ZSM-5 catalyses the selective oxidation of CH4 to CH3OH and CH3COOH using O2',已发表在《自然·催化》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4162SKX

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