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yb体育APP下载—沸石中的水可在将生物质转化为生物燃料的过程中节省能源
 时间 : 2022-08-04  

沸石是极多孔的材料:10 克的内概况积可以到达一个足球场那末年夜。它们的空腔使它们可用在催化化学反映,从而节流能源。一个国际研究小组此刻对水份子在这些进程中的感化有了新的发现。一项主要的利用是将生物资转化为生物燃料。

由生物资制成的燃料被认为是天气中性的,虽然出产它依然需要能源:所需的化学反映需要高程度的温度和压力。

假如我们在将来不利用化石能源并有用地年夜范围操纵生物资,我们还必需找到削减处置生物资所需能源的方式,化学手艺传授 Johannes Lercher 说。慕尼黑工业年夜学 (TUM) 和美国华盛顿乡镇奇兰承平洋西北国度尝试室综合催化研究所所长。

Lercher 传授在慕尼黑工业年夜学化学系的尝试室里。

Lercher 与一个国际研究团队合作,细心研究了水份子在沸石孔径小在 1 纳米的孔内反映中的感化。

一切从酸最先

酸的一个特征是它很轻易供给质子。是以,当插手水中时,盐酸割裂成带负电荷的氯阴离子,如食盐晶体中发现的那些,和附着在水份子上的带正电荷的质子。这会发生带正电的水合氢离子,它看起来会进一步传递这个质子,例如传递给有机份子。

当有机份子“被迫”接管质子时,它会试图不变本身。是以,醇可以发生具有双键的份子,这是从生物资到生物燃料的典型反映步调。沸石壁不变了转化进程中产生的过渡态,是以有助在将产生反映所需的能量降至最低。

沸石空腔内的水份子簇有助在催化生物资转化为生物燃料。

沸石作为酸

沸石的晶体布局中含有氧原子,这些氧原子已携带质子。像份子酸一样,它们经由过程与水的彼此感化构成水合氢离子。

但是,当水合氢离子分离在水中时,它们依然与沸石紧密亲密相干。化学预处置可以改变这些活性中间的数目yb体育app下载,从而在沸石的孔中成立必然密度的水合氢离子。

每一个反映的抱负沸石

经由过程系统地改变空腔的巨细、活性位点的密度和水的量,研究小组可以或许说明最能催化所选示例反映的孔径和水浓度。

一般来讲,可以经由过程缩小孔隙和提高电荷密度来提高反映速度,Johannes Lercher 注释说,但是,这类增添有其局限性:当事物变得过在拥堵而且电荷彼此过在接近时,反映速度再次降落。这使得为每一个反映找到最好前提成为可能。

沸石凡是合适作为所有化学反映的纳米反映器,其反映火伴合适孔中并利用酸作为催化剂,Lercher 强调说,我们正处在成长的早期,即便在低温下也有可能增添份子的反映性,从而在燃料或化学品的出产中节流年夜量能源。

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