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Nanobowls per Protezione del Catalizzatore dagli Stati Duri del Raffinamento del Combustibile Biologico

Published on October 29, 2012 at 6:09 AM

Può sondare come una partita di football americano dopo la stagione per i giocatori molto minuscoli, ma “il nanobowl„ ha niente a che fare con gli sport e tutto da fare con il miglioramento dei combustibili biologici di modo è prodotto.

quella è la speranza di un gruppo degli scienziati dall'Istituto per le Trasformazioni Chimiche Efficienti dell'Atomo (IACT), da un Centro di Ricerca di Frontiera di Energia piombo il Laboratorio Nazionale di Argonne (ANL) ed includendo la Northwestern University, l'Università di Wisconsin e la Purdue University. Il gruppo sta usando una tecnica di margotta sviluppata affinchè la fabbricazione del microchip sviluppi il nanoscale (bilionesimo di un metro) “lancia„ che protegge i catalizzatori miniatura del metallo dagli stati duri del raffinamento del combustibile biologico. Ancora, la dimensione, la forma e la composizione dei nanobowls possono essere adattate facilmente per migliorare la loro funzionalità e specificità.

Il gruppo, piombo da Jeffrey Elam, chimico principale nella Divisione dei Sistemi Energetici di ANL, presenterà la sua ricerca durante il Congresso Internazionale di AVS cinquantanovesimo e la Mostra, tenuta il 28 ottobre - 2 novembre 2012, a Tampa, Fla.

Negli ultimi anni, le nanoparticelle dei metalli quale platino, l'iridio ed il palladio di supporto sulle superfici dell'ossido di metallo sono stati considerati come catalizzatori di convertire efficientemente la biomassa - materia organica dagli impianti quali mais, la canna da zucchero ed il sorgo - in combustibili alternativi come possibile. Purtroppo, nell'ambito del biorefining tipico condiziona dove l'acqua liquida può raggiungere le temperature di 200 gradi di Celsius (392 gradi di Fahrenheit) e le pressioni di 4.100 kilopascals (600 libbre per pollice quadrato), le nanoparticelle minuscole del metallo può agglomerare nelle particelle molto più grandi che non sono cataliticamente attivo. Ulteriormente, queste circostanze estreme possono dissolvere il supporto.

“Abbiamo avuto bisogno di un metodo di proteggere i catalizzatori senza diminuire la loro capacità di funzionare come desiderato durante biorefining,„ Elam dice. “La Nostra soluzione era di usare il deposito atomico del livello [ALD], un trattamento impiegato comunemente dall'industria a semiconduttore per indicare i livelli spessi dell'unico atomo di materiale, per sviluppare “un nanobowl„ intorno alla particella del metallo.„

Per creare una matrice dei nanobowls che contengono i catalizzatori attivi, i ricercatori in primo luogo usano ALD per depositare milioni di nanoparticelle del metallo (i nanocatalysts finali) su una superficie di sostegno. Il punto seguente è di aggiungere le specie organiche che legheranno soltanto alle nanoparticelle del metallo e non al supporto. Questo “gruppo proteggente„ organico servisce da muffa intorno a cui i nanobowls sono a forma di.

“Ancora facendo uso di ALD, depositiamo strato su strato un materiale inorganico conosciuto come il niobia [pentossido del niobio] intorno al gruppo proteggente per definire la forma dei nanobowls nella nostra matrice,„ Elam dice. “Una Volta Che lo spessore desiderato di niobia è raggiunto, rimuoviamo i gruppi proteggenti e lasciamo le nostre nanoparticelle del metallo riparate nei nanobowls che li impediscono agglomerare. Inoltre, il rivestimento di niobia protegge il substrato dalle circostanze estreme incontrate durante biorefining.„

Elam dice che i nanobowls stessi possono essere fatti per migliorare la funzionalità globale della matrice del catalizzatore che è prodotta. “Ad un'altezza specifica, possiamo posare i livelli di ALD di materiale cataliticamente attivo nelle pareti del nanobowl e creare un co-catalizzatore che funzionerà con i nanocatalysts. Inoltre, con attenzione selezionando il gruppo proteggente organico, possiamo sintonizzare la dimensione e la forma delle intercapedini del nanobowl per mirare alle molecole specifiche nella miscela della biomassa.„

Elam ed i suoi colleghi hanno indicato in laboratorio che la combinazione nanoparticella/del nanobowl può sopravvivere all'ambiente acquoso ad alta pressione e ad alta temperatura del raffinamento della biomassa. Egualmente hanno dimostrato la selettività di forma e di dimensione per i catalizzatori del nanobowl. Lo scopo seguente, dice, è di misurare precisamente come i catalizzatori eseguono in un trattamento di raffinamento reale della biomassa.

Sorgente: http://www.aip.org

Last Update: 29. October 2012 06:30

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