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Nueva Manera de Producción de Nanotube del Carbón De Disminuir Consecuencias Para El Medio Ambiente

Published on November 11, 2010 at 3:53 AM

Dado su talla, la fuerza y las propiedades eléctricas, nanotubes del carbón - minúsculos, cilindros huecos hechos de los átomos de carbón - mantienen la promesa para un rango de aplicaciones en electrónica, remedio y otros campos.

A Pesar Del revelado industrial de nanotubes estos últimos años, sin embargo, muy poco se sabe sobre cómo forman o las consecuencias para el medio ambiente de su manufactura.

Gráfico: Christine Daniloff

Resulta ese de uso general un de proceso para producir nanotubes del carbón, o CNTs, puede release/versión varios cientos de toneladas de substancias químicas, incluyendo los gases de efecto invernadero y los contaminantes del aire peligrosos, en el aire cada año. En un papel publicado la semana pasada en el Web site Nano de ACS, los investigadores señalan eso en experimentos, quitando un paso de progresión en ese proceso - un paso de progresión que implica el calentar de los gases carbón-basados y de los “ingredientes reactivos” del clave que agrega - emisiones reducidas de subproductos dañinos por lo menos diez veces y, en algunos casos, por un factor de 100. También cortó la cantidad de energía usada en el proceso por mitad.

“Podíamos hacer todo el esto y todavía tener buen incremento de CNT,” dice a Desiree Plata, que llevó la investigación entre 2007 y 2009 como un estudiante doctoral en el programa común del MIT con el Bosque Agujerea a la Institución Oceanográfica. Ahora un profesor adjunto que visitaba en los Departamentos del MIT de la Aeronáutica y de la Astronáutica y la Ingeniería Civil y Ambiental (ECO), Plata colaboró en el papel con varios los investigadores del MIT y de la Universidad de Michigan, incluyendo Philip Gschwend, el Profesor de Ford de la Ingeniería en la ECO, y John Hart, profesor de la ingeniería industrial en la Universidad de Michigan. El estudio es parte de un esfuerzo a largo plazo de cambiar la aproximación al revelado material de modo que los químicos ambientales trabajen con la industria joven de CNT para desarrollar métodos para prevenir o para limitar consecuencias ambientales indeseables.

En su estudio, Plata y sus colegas analizaban un proceso de fabricación común de CNT conocido como deposición de vapor químico catalítica. En este método, los fabricantes combinan el hidrógeno con un “gas de la materia de base,” por ejemplo el metano, el monóxido de carbono o el etileno. Entonces calientan la combinación en un reactor que contenga un catalizador del metal como el níquel o el hierro, que entonces forman CNTs. El problema es que una vez que el formulario de CNTs, las pastas unreacted (el hasta 97 por ciento de la materia de base inicial) release/versión a menudo en el aire.

Apagar el calor

En un reactor de laboratorio por encargo, los investigadores calentaron el hidrógeno y el etileno, que es de uso general en la fabricación en grandes cantidades de CNT, y después lo entregaron a un catalizador del metal. Encontraron que más de 40 pastas formaron, incluyendo los gases de efecto invernadero como el metano y los contaminantes del aire tóxicos como el benceno.

Los investigadores sospecharon que no todas esas pastas eran esenciales para crecer CNTs, y sabían que la calefacción del gas de la materia de base desempeña un papel crítico en crear las pastas peligrosas. Combinaron Tan el etileno y el hidrógeno sin calentar con varias de las 40 pastas, uno por uno, para ver qué combinación de pastas llevó al mejor incremento. Observaron que ciertos alquinos, o las moléculas que tienen por lo menos dos átomos de carbón adhirieron así como tres bonos distintos, producidos el mejor incremento, mientras que no lo hicieron otras pastas que son subproductos indeseables, tales como metano y benceno.

Plata y sus colegas lograron su reducción dramática en ambas emisiones dañinas y el consumo de energía por los alquinos de la temperatura ambiente el afectar, con etileno e hidrógeno, directamente sobre el catalizador del metal, sin calor. También aprendieron que podrían reducir la cantidad de etileno y de hidrógeno usados por el cerca de 20 y 40 por ciento, respectivamente, y todavía logran el mismo índice y calidad del incremento de CNT. Plata dice que mientras que los resultados de los experimentos del laboratorio son duros de generalizar, en un mercado que se prevee que alcance varios mil millones dólares dentro de varios años, estos cambios podrían traducir a “ahorro en costes importante” para los fabricantes.

Reacción de la Industria

Aunque esté demasiado pronto para que los fabricantes adopten el método presentado en el papel, David Lashmore, oficial de la tecnología del vicepresidente y del jefe de la Concordia, N.H. - las Tecnologías basadas de Nanocomp, dicen que el método es algo que su compañía está dispuesta a intentar pues busca maneras de disminuir los efectos ambientales de su proceso de producción. “Esto está de interés alto a nosotros y podría tener un impacto amplio en nuestra economía de proceso,” él dice.

Plata señala que el estudio del MIT analizaba solamente uno de varios gases de la materia de base usados para hacer CNTs, y que el mismo análisis necesita ser hecho para los otros. Pero por su parte, ella ahora se está centrando en cómo formulario de CNTs, intentando determinar la acción recíproca exacta del catalizador del metal y de los hidrocarburos en este proceso. Conocer el papel del catalizador podría ayudar a investigadores a manipular átomo de la formación de CNTs' por el átomo - mucho más exacto que ahora pueden, ella dice.

El estudio fue financiado por la Institución Oceanográfica del Agujero de Maderas, el Arunas y Encendido Grant vía la Iniciativa de los Sistemas de la Tierra del MIT y la Sociedad del PAM Chesonis del MIT Martin de las Personas para la Continuidad, el Programa de Nanomanufacturing del National Science Foundation, Lockheed Martin Nanosystems y el Departamento de Universidad de Michigan de la Ingeniería Industrial y Universidad de la Ingeniería.

Fuente: http://web.mit.edu/

Last Update: 12. January 2012 19:03

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