生物衍生化学品和燃料的绿色生产的更有效途径

研究人员发现,当金和钯纳米颗粒放在导电支架上时,反应速率会提高.

研究人员发现,当金和钯纳米颗粒放置在导电支架上时,反应速率会提高.

美国新葡亰8883ent-葡京官网8883 -新葡亰8883ent(澳门)官网网址-欢迎您大学和卡迪夫大学的研究人员率先在导电支架上使用金和钯纳米颗粒进行双金属催化技术.K. 该过程可以支持可再生生物衍生燃料和化学品的绿色生产(iStock-simpson33). 

催化剂, 使化学反应发生得更快更有效, 人们日常使用的大部分化学品都是在生产中使用的吗, 比如汽油, 化肥, 甚至人造黄油. 这个问题? 许多催化过程都需要大量的能量, 通常以热的形式存在, 并产生有害的副产品. 此外,这些产品中的大多数仍然是由化石燃料生产的.

来自美国新葡亰8883ent-葡京官网8883 -新葡亰8883ent(澳门)官网网址-欢迎您大学的研究人员.S. 以及美国卡迪夫大学.K. 开创了一种双金属催化技术,在导电支架上使用金和钯纳米颗粒,可以为可再生生物衍生燃料和化学品的绿色生产提供新的设计途径.

这一合作的结果发表在一篇论文中。”金钯分离增强了醇氧化的双金属催化作用最近发表在该杂志上 自然. 作者包括来自Lehigh的: 史蒂文·麦金托什化学与生物分子工程系 克里斯托弗•吉利, Department of 材料科学与工程; and, from Cardiff: 格雷厄姆·J. 钦斯,马克斯普朗克-卡迪夫中心新葡亰8883ent-葡京官网8883 -新葡亰8883ent(澳门)官网网址-欢迎您多相催化FUNCAT的基础知识.

金和钯是用于将生物衍生分子升级为有用化学物质的催化剂中最有前途的元素. 诀窍在于,每个元素在升级过程中的不同反应步骤中都是活跃的, 麦金托什解释说. 在这种情况下,金对乙醇脱氢有活性,但对氧还原没有活性. 钯则相反. 他说,这些元素通常被组合成单个粒子,形成一种“折衷”催化剂. 

McIntosh和他的同事们发现,使用这两种元素,双金属催化剂的活性得到了意想不到的增强,这是由于每种元素的粒子通过导电载体的电子转移相互“交谈”. 他们展示了, 通过分离双金属碳负载催化剂中的金和钯组分, 与相应的合金催化剂相比,它们的反应速度几乎提高了一倍. 

“当把两种不同类型的粒子放在一个导电支架上,使它们之间的电子转移时,它们的速率急剧增加,超过了单独的速率,麦金托什说. “解开为什么会发生这种情况需要进行大量非常彻底的研究, 反复检查假设,直到新葡亰8883ent-葡京官网8883 -新葡亰8883ent(澳门)官网网址-欢迎您得出本文提出的结论.”

这次合作将电催化和热催化结合在一起,以理解和设计新的催化剂系统.

“这种混合方法意味着新葡亰8883ent-葡京官网8883 -新葡亰8883ent(澳门)官网网址-欢迎您不仅可以了解粒子在支撑材料上的位置, 并运用电化学技术对该过程的机理和驱动力进行了阐述,麦金托什说.

这一发现为设计和理解用于广泛反应的类似双金属催化剂系统提供了一条途径, 麦金托什说, 他补充说:“在这种情况下,它有可能改变专家们对这些催化剂的设计和制造的许多应用的思考方式, 用于生物衍生化学品和燃料的绿色生产.”

有关的故事

草书里海

里海大学学生获美国能源部授予在布鲁克海文国家实验室进行研究

埃文·约翰·穆斯特曼(Evan John Musterman)的研究处于激光制造玻璃单晶结构的前沿. 他是通过科学研究生研究项目办公室获得这一极具竞争力奖项的80名学生之一.

释放研讨会

理海大学生物工程专业在本科生研究研讨会上获得最高荣誉

4月6日,几名里海大学的学生在大卫和洛雷恩自由本科生研究研讨会上得到了认可.

一个人把处方药倒进大桶的插图

安吉拉·布朗利用对细菌的理解来对抗抗生素耐药性

布朗的研究试图劫持细菌的机制,以开发靶向药物输送和对抗抗生素耐药性.