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Nanobowls para la Protección del Catalizador contra Condiciones Duras de la Refinación del Combustible Biológico

Published on October 29, 2012 at 6:09 AM

Puede sonar como un partido de fútbol de la poste-estación para los jugadores muy minúsculos, pero el “nanobowl” no tiene nada hacer con deportes y todo a hacer con mejorar los combustibles biológicos de la manera se produce.

ésa es la esperanza de personas de científicos del Instituto para las Transformaciones Químicas Eficientes del Átomo (IACT), de un Centro de Investigación de la Frontera de la Energía llevado el Laboratorio Nacional de Argonne (ANL), e incluyendo la Universidad Northwestern, la Universidad de Wisconsin y la Universidad de Purdue. Las personas están utilizando una técnica que acoda desarrollada para que la fabricación del microchip construya el nanoscale (milmillonésima de un contador) “ruedan” que protege los catalizadores miniatura del metal contra las condiciones duras de la refinación del combustible biológico. Además, la talla, la dimensión de una variable, y la composición de los nanobowls se pueden adaptar fácilmente para aumentar sus funciones y especificidad.

Las personas, llevadas por Jeffrey Elam, químico principal en la División de Sistemas de la Energía de ANL, presentarán su investigación durante el Simposio Internacional de AVS 59.o y la Exhibición, celebrada el 28 de octubre - 2 de noviembre de 2012, en Tampa, Fla.

Estos últimos años, los nanoparticles de metales tales como platino, el iridio y el paladio utilizados en superficies del óxido de metal se han considerado como catalizadores convertir la biomasa - materia orgánica de las instalaciones tales como maíz, caña de azúcar y zahína - en los combustibles alternativos tan eficientemente como sea posible. Lamentablemente, bajo biorefining típico condiciona donde el agua líquida puede alcanzar temperaturas de 200 grados de Celsius (392 grados de Fahrenheit) y las presiones de 4.100 kilopascals (600 libras por pulgada cuadrada), los nanoparticles minúsculos del metal puede aglomerar en partículas mucho más grandes que no sean catalítico active. Además, estas condiciones extremas pueden disolver el soporte.

“Necesitamos un método proteger los catalizadores sin reducir su capacidad de funcionar como deseado durante biorefining,” Elam dice. “Nuestra solución era utilizar la deposición atómica de la capa [ALD], un proceso empleado común por la industria del semiconductor para colocar capas gruesas del único-átomo de material, para construir “un nanobowl” alrededor de la partícula del metal.”

Para crear una matriz de los nanobowls que contienen los catalizadores activos, los investigadores primero utilizan ALD para depositar millones de nanoparticles del metal (los nanocatalysts eventual) sobre una superficie del soporte. El paso de progresión siguiente es agregar una especie orgánica que ate solamente a los nanoparticles del metal y no al soporte. Este de “grupo protección orgánico” sirve como el molde alrededor del cual se dan forma los nanobowls.

“Otra Vez usando ALD, depositamos capas y capas un material inorgánico conocido como niobia [pentóxido del niobio] alrededor del grupo de protección para definir la dimensión de una variable de los nanobowls en nuestra matriz,” Elam dice. “Una Vez Que se alcanza el espesor deseado del niobia, quitamos a los grupos de protección y dejamos nuestros nanoparticles del metal abrigados en los nanobowls que evitan que aglomeren. Además, la capa del niobia protege el substrato contra las condiciones extremas encontradas durante biorefining.”

Elam dice que los nanobowls ellos mismos se pueden hacer para aumentar las funciones totales de la matriz del catalizador que es producida. “En una altura específica, podemos poner capas de ALD en el suelo de material catalítico activo en las paredes del nanobowl y crear un co-catalizador que trabaje con los nanocatalysts. También, cuidadosamente seleccionando al grupo de protección orgánico, podemos sintonizar la talla y la dimensión de una variable de las cavidades del nanobowl para apuntar las moléculas específicas en la mezcla de la biomasa.”

Elam y sus colegas han mostrado en el laboratorio que la combinación del nanobowl/del nanoparticle puede sobrevivir el ambiente acuoso de alta presión, de alta temperatura de la refinación de la biomasa. También han demostrado la selectividad de la talla y de la dimensión de una variable para los catalizadores del nanobowl. La meta siguiente, él dice, es medir exacto como de bien los catalizadores se realizan en un proceso de refinación real de la biomasa.

Fuente: http://www.aip.org

Last Update: 29. October 2012 06:33

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