Метанът се превръща в метанол при стайна температура – ​​просто добавете светлина

Сподели

Учените са разработили нов ефективен начин за превръщане на метан в метанол при стайна температура. Техниката може да помогне за намаляване на емисиите на парникови газове и да осигури по-чист начин за производство на ключови продукти.

Докато въглеродният диоксид привлича по-голямата част от вниманието, той не е единственият парников газ, променящ климата на Земята. Метанът се отделя в по-малки количества, но е 34 пъти по-мощен, така че намаляването на нивата му остава приоритет. Излишният метан от промишлени процеси често се изгаря, но това произвежда CO2.

Често търсена алтернатива е преобразуването на метан в метанол, който може да се използва за производство на редица продукти като горива, пластмаси и строителни материали. Проблемът е, че процесът на преобразуване обикновено изисква високи температури и налягания, което го прави енергоемък.

През последните години учените експериментират с нови катализатори, които показват обещание за превръщане на метан в метанол при стайна температура и налягане на околната среда, включително титаниев и меден катализатор и начини за подобряване на кристалите от железен зеолит.

За новото проучване изследователи от Университета в Манчестър и Националната лаборатория Оук Ридж разработиха нова техника, използвайки метално-органична рамка (MOF) като катализатор. Тези структури са изключително порести и в този случай тези пори съдържат различни компоненти, всеки от които играе роля в каталитичния процес.

Първо, метанът и кислородът се смесват във вода, която след това непрекъснато преминава през MOF гранулите. Излагането на MOF на слънчева светлина предизвиква химическа реакция, която превръща газообразния метан в течен метанол, който след това може лесно да бъде извлечен от водата.

Основното нещо, което прави това конкретно преобразуване толкова трудно, е разрушаването на връзката въглерод-водород в метана, за да се вмъкне кислороден атом, за да се образува нова връзка и да се получи метанол. В този случай компонентите, държани в MOF, абсорбират светлината и генерират електрони, които след това се предават на кислорода и метана, протичащи през тях, което ги кара да се комбинират, за да образуват метанол.

При тестове твърдият катализатор е в състояние да работи ефективно и може да бъде измит и използван повторно поне 10 пъти, за минимум 200 часа реакционно време. С по-нататъшно усъвършенстване, техниката може да помогне за намаляване на емисиите на метан, както и екологичния отпечатък от производството на метанол.

„Този ​​процес е наречен „светия граал на катализа“, казва Мартин Шрьодер, автор на изследването. „Вместо да се изгаря метан, сега може да е възможно газът да се преобразува директно в метанол, химикал с висока стойност, който може да се използва за производство на биогорива, разтворители, пестициди и горивни добавки за превозни средства. Този нов MOF материал може също да е в състояние да улесни други видове химични реакции, като служи като вид епруветка, в която можем да комбинираме различни вещества, за да видим как те реагирай.”

Изследването е публикувано в списанието Природни материали.

Източник: Национална лаборатория на Оук Ридж чрез Phys.org



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели