![]() Comentarii Adauga Comentariu _ Catalizatorul alimentat de lumina solară transformă metanul în substanțe chimice valoroase![]() _ Catalizatorul alimentat de lumina solară transformă metanul în substanțe chimice valoroaseÎntr-un efort concertat cu colaboratorii de la University College London, profesorul Zhengxiao Guo de la Departamentul de Chimie, Universitatea din Hong Kong (HKU) și profesorul Junwang Tang, acum la Departamentul de Inginerie chimică, Universitatea Tsinghua, au dezvoltat împreună un material catalitic foarte activ și selectiv care poate transforma eficient metanul, un gaz cu efect de seră puternic, în formaldehidă, o substanță chimică esențială, fără deșeuri. Acest material inovator, derivat din trioxid de wolfram (catalizator WO3), prezintă un loc activ dublu cuprinzând specii atomice de cupru și tungsten care lucrează în tandem pentru a asigura un proces de conversie eficient și selectiv. Procesul de conversie poate atinge o selectivitate de aproape 100% în lumină vizibilă, ceea ce evită produsele secundare nedorite și crește eficiența, făcându-l o alternativă ecologică la metodele actuale de producție. Descoperirile tocmai au fost publicate în revista Nature Communications. Metanul, componenta principală a gazelor naturale, este o sursă de carbon utilizată pe scară largă pentru numeroase substanțe chimice. Cu toate acestea, este și un gaz cu efect de seră puternic, cu potențialul de încălzire globală de peste 70 de ori mai mare decât dioxidul de carbon. Conversia catalitică a metanului (conversia metanului în alte substanțe chimice), prin urmare, prezintă o oportunitate extraordinară pentru a obține energie și aprovizionare chimică cu zero net, în timp ce abordează problemele de mediu. Cu toate acestea, metanul este o moleculă extrem de stabilă, făcându-l rezistent la activare, în special în condiții blânde sau ambientale. Astfel, obținerea unei activități și selectivitate ridicate în conversia metanului este o provocare semnificativă, iar activarea selectivă a legăturii intermoleculare carbon-hidrogen este adesea considerată de mulți chimiști drept unul dintre cele mai evazive „sfântul graal” în cataliză. Formaldehida, pe de altă parte, este o marfă chimică de mare volum, cu o valoare de piață de 8 miliarde USD, extinzându-se la o rată de creștere anuală compusă (CAGR) de 5,7%. Este folosit în produse de uz casnic, comercial, aviatic, medical și auto și servește ca un precursor valoros pentru melamină, uree-formaldehidă și rășini fenolice, printre altele. Formaldehida este, de asemenea, utilizată în siguranță la fabricarea vaccinurilor, a medicamentelor antiinfecțioase și a capsulelor cu gel dur. În prezent, este produs prin oxidare-dehidrogenare a metanolului folosind catalizatori de argint sau oxid de metal la temperaturi ridicate ale reactoarelor de peste 500°C–600°C, rezultând emisii substanțiale de dioxid de carbon și penalizări energetice. În Studiul lor, echipa descoperă o nouă modalitate de a transforma gazul metan în formaldehidă folosind lumina soarelui. Ei au descoperit că un amestec de cupru dispersat atomic și specii de tungsten parțial reduse peste oxid de tungsten a funcționat foarte bine - ansamblul sinergic care permite conversia excepțională a metanului fotocatalitic în formaldehidă în lumina vizibilă ambientală. Procesul a prezentat o selectivitate de aproape 100% și o eficiență ridicată de conversie, depășind semnificativ fotocatalizatorii raportați anterior (cu o frecvență de rotație, TOF = 8,5 × 106 μmol (HCHO)·g-1(cocatalizator)·h-1). Prin analiză mecanică, ei și-au dat seama că cuprul a ajutat la mutarea electronilor și la crearea unor specii moleculare reactive, în timp ce wolframul a ajutat la activarea gazului metan. Mai exact, cuprul a acționat ca acceptori de electroni și a promovat transferul de electroni foto-indus de la banda de conducție la dioxigen, generând radicali hidroperoxil reactivi (HOO·). Între timp, atomul de tungsten adiacent care avea o sarcină pozitivă parțială a funcționat ca acceptori de găuri. Locul preferat de adsorbție și activare al apei a produs radicali hidroxil și a activat eficient metanul la radicalii metil. Sinergia siturilor active duble adiacente îmbunătățește foarte mult eficiența generală și selectivitatea procesului de conversie. Această descoperire deschide calea pentru continuarea cercetării și dezvoltării de noi fotocatalizatori pentru o varietate de conversii chimice, promovând procese mai durabile și mai eficiente în industria chimică. „Conversia solară a metanului este foarte de dorit atât pentru sintezele chimice cu emisii scăzute de carbon, cât și pentru sintezele chimice cu valoare adăugată ridicată. Cu toate acestea, selectivitatea produsului și eficiența producției sunt cheia succesului. Acest lucru necesită o înțelegere aprofundată a mecanismului de conversie, proiectarea atentă a catalizatorului și tehnici complementare pentru a-i confirma performanța - un caz bun de sarcini multidisciplinare care necesită o dedicare puternică de colaborare. Exact asta a reușit să facă echipa - cu mult rezultat cu valoare adăugată”, a spus profesorul Zhengxiao Guo, unul dintre autorii corespondenți ai lucrării.
Linkul direct catre PetitieCitiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:
|
ieri 23:59
_ Ascensiunea lui Hux-Well
ieri 23:59
_ Poate Trump să pună acul pe avort?
ieri 23:20
_ MSP Murdo Fraser spart de ruși
ieri 19:58
_George Simion - 22 Sep 2023 17:38:05
ieri 18:19
_ America a căzut și nu se poate ridica
ieri 17:57
_Stiri Negre - 22 Sep 2023 17:23:10
ieri 16:59
_ Fed-ul s-a înnoit?
ieri 16:18
_ Why is Pope Francis visiting Marseille ?
ieri 15:38
_ „Acea emisiune din anii 70”
ieri 14:58
_Gold FM Romania - 22 Sep 2023 11:39:02
ieri 14:58
_Gold FM Romania - 22 Sep 2023 11:44:37
ieri 14:58
_Gold FM Romania - 22 Sep 2023 11:53:35
ieri 14:20
_ Păianjen fosil mare găsit în Australia
|
Comentarii:
Adauga Comentariu