2014年3月3
一个国际研究小组发现了一种清洁、低成本的方法，可以将二氧化碳转化为甲醇。甲醇是生产塑料、粘合剂和溶剂的关键成分，也是一种很有前景的交通燃料。
来自斯坦福大学、SLAC国家加速器实验室和丹麦技术大学的科学家结合理论和实验，确定了一种新的镍镓催化剂，它能将氢和二氧化碳转化为甲醇，比传统催化剂的副产品更少。该研究结果发表在3月2日的《自然化学》杂志网络版上。
该研究的主要作者Felix Studt是SLAC的一名工作人员，他说:“甲醇是在巨大的工厂中在非常高压下使用天然气中的氢气、二氧化碳和一氧化碳进行加工的。”“我们正在寻找能够在低压条件下从清洁来源欧洲杯足球竞彩生产甲醇，同时产生少量一氧化碳的材料。”
作者说，最终目标是开发一种使用清洁氢的无污染和碳中性的大规模制造工艺。
“想象一下，如果您可以使用可再生源的氢气合成甲醇，例如阳光的水分，以及从发电厂和其他工业烟囱捕获的二氧化碳，”斯坦福大学化学工程教授JensNørskov表示。“最终，我们还想制备更高的醇，如乙醇和丙醇，这与甲醇不同，可以直接添加到汽油中。”
工业甲醇
全世界每年大约生产6500万吨甲醇，用于制造油漆、聚合物、胶水和其他产品。在一个典型的甲醇装置中，天然气和水被转化成合成气(“合成气”)，它由一氧化碳、二氧化碳和氢气组成。然后，利用铜、锌和铝制成的催化剂，在高压过程中将合成气转化为甲醇。
“我们花了很多时间研究甲醇合成和工业过程，”Studt说。“我们花了大约三年的时间弄清楚这个过程是如何工作的，并确定了铜锌铝催化剂上合成甲醇的活性位点。”
一旦他和他的同事理解分子水平的甲醇合成，就开始寻找能够在低压力下使用氢和二氧化碳合成甲醇的新催化剂。Studt而不是在实验室中测试各种化合物，而是在大规模的计算机化数据库中搜索有前途的催化剂，即他和共同作者在SLAC开发的弗兰克比里亚斯队。
“该技术被称为计算材料设计，”斯坦福和斯坦福州和斯塔克州Suncat Center欧洲杯足球竞彩催化剂中心的主任Nørskov。欧洲杯线上买球“您可以在计算机计算上完全基于新功能材料的想法。实验室没有试用和错误欧洲杯足球竞彩。您使用您的洞察力和巨大的计算机电源来识别新的和有趣的材料，然后可以通过实验测试。”
Studt将铜 - 锌 - 铝催化剂与数千种其他材料进行比较。欧洲杯足球竞彩最有前途的候选人原来是一个叫做镍镓的鲜为人知的化合物。
“一旦我们收到了计算机的复合的名称，仍然必须测试它，”Nørskov说。“我们在这里没有实验室实验，所以我们必须有一个很好的实验伙伴。”
Nørskov转向由Co-Author IB Chorkendorff的丹麦技术大学的研究组。首先，丹麦团队进行了将镍和镓合成固体催化剂的任务。然后，科学家进行了一系列实验，看看新催化剂是否实际上可以在普通室压力下生产甲醇。
实验室测试证实，计算机做出了正确的选择。在高温下，镍镓催化剂产生的甲醇比传统的铜锌铝催化剂多，产生的一氧化碳副产品也少得多。
“你想制备甲醇，而不是一氧化碳，”Chorkendorff说。“你还想要一个稳定的催化剂，没有分解。实验室测试表明，镍镓实际上是非常稳定的固体。”
虽然这些结果显示了承诺，但大量的工作就在前面。“我们想让催化剂变得更加干净，”Chorkendorff补充道。“如果它含有少数纳米颗粒的纯镍，则输出滴加相当多，因为纯镍在合成欧洲杯猜球平台甲醇时是糟糕的。事实上，它使您不想要的各种化学副产品。”
镍相对丰富，镓虽然价格较高，但在电子工业中被广泛使用。根据作者的说法，这表明这种新的催化剂最终可以扩大到工业用途。但他们指出，要使甲醇合成成为一个真正的碳中和过程，还需要克服许多额外的障碍。
来源：http://www.stanford.edu/