Nanobowls voor de Bescherming van de Katalysator tegen Ruwe Voorwaarden van Biofuel Raffinage

Published on October 29, 2012 at 6:09 AM

Het kan als een post-season voetbalspel voor zeer uiterst kleine spelers klinken, maar „nanobowl“ heeft niets met sporten te doen en alles met het verbeteren van de manier te doen biofuels worden geproduceerd.

dat is de hoop van een team van wetenschappers van het Instituut voor de Efficiënte Chemische die Transformaties van het Atoom (IACT), een Onderzoekscentrum van de Grens van de Energie Door Argonne National Laboratorium, (ANL) en met inbegrip van Noordwestelijke Universiteit, de Universiteit wordt geleid van Universiteit Wisconsin en Purdue. Het team gebruikt een het in lagen aanbrengen techniek voor microchip productie wordt ontwikkeld nanoscale (miljardste van een meter) „kommen“ te bouwen die miniatuurmetaalkatalysators tegen de ruwe voorwaarden van biofuel raffinage die beschermen. Voorts kunnen de grootte, de vorm, en de samenstelling van nanobowls gemakkelijk worden gemaakt om hun functionaliteit en specificiteit te verbeteren.

Het team, door Jeffrey Elam wordt geleid, de belangrijkste chemicus in de Afdeling van de Systemen van de Energie van ANL, zal zijn onderzoek tijdens het Internationale Symposium voorstellen AVS negenenvijftigste en de Tentoonstelling, hield 28-nov. dat van Okt. 2, 2012, in Tamper, Fla.

De laatste jaren, nanoparticles van metalen zoals platina, iridium en palladium op metaaloxide wordt gesteund zijn de oppervlakten beschouwd als katalysators om biomassa - organische kwestie van installaties zoals graan, suikerriet en sorghum - in alternatieve brandstoffen om te zetten die zo efficiënt mogelijk. Jammer Genoeg, in de typische biorefining omstandigheden waar het vloeibare water temperaturen van 200 graden van Celsius (392 graden van Fahrenheit) kan bereiken en druk van 4.100 kilopascals (600 ponden per vierkante duim), kan zich het uiterst kleine metaal nanoparticles in veel grotere deeltjes opeenhopen die niet katalytisch actief zijn. Bovendien, kunnen deze extreme voorwaarden de steun oplossen.

„Wij hadden een methode nodig om de katalysators te beschermen zonder hun capaciteit te verminderen te functioneren zoals die tijdens het biorefining,“ wordt gewenst Elam zegt. „Onze oplossing was atoomdielaagdeposito [ALD] te gebruiken, een proces algemeen door de halfgeleiderindustrie wordt aangewend enig-atoom dikke lagen van materiaal te bepalen, om een „nanobowl“ rond het metaaldeeltje te bouwen.“

Om een matrijs van nanobowls te creëren die actieve katalysators, het onderzoekers eerste gebruik ALD bevatten om miljoenen van metaal nanoparticles (uiteindelijke nanocatalysts) op een steunoppervlakte te deponeren. De volgende stap is organische species toe te voegen die slechts aan het metaal nanoparticles en niet aan de steun zullen binden. Dit organisch „beschermend groep“ dient als de vorm waarrond nanobowls gestalte worden gegeven.

„Opnieuw gebruikend ALD, deponeren wij laag op laag van een anorganisch die materiaal als niobia [niobium pentoxide] wordt bekend rond de beschermende groep de vorm van nanobowls in onze matrijs te bepalen,“ Elam zegt. „Zodra de gewenste niobiadikte wordt bereikt, verwijderen wij de beschermende groepen en verlaten ons metaal nanoparticles in nanobowls beschut die hen verhinderen zich opeen te hopen. Bovendien beschermt de niobiadeklaag het substraat tegen de extreme die voorwaarden tijdens het biorefining.“ worden ontmoet

Elam zegt dat nanobowls zelf kunnen worden gemaakt om de algemene functionaliteit van de katalysatormatrijs te verbeteren die worden veroorzaakt. „Bij een specifieke hoogte, kunnen wij lagen ALD van katalytisch actief materiaal neerzetten in de nanobowlmuren en een mede-katalysator creëren die met nanocatalysts zal werken. Ook, door de organische beschermende groep zorgvuldig te selecteren, kunnen wij de grootte en de vorm van de nanobowlholten aan doel-specifieke molecules in het biomassamengsel stemmen.“

Elam en zijn collega's hebben in het laboratorium aangetoond dat de combinatie nanobowl/nanoparticle de hoge druk, waterig milieu op hoge temperatuur van biomassaraffinage kan overleven. Zij hebben ook grootte en vormselectiviteit voor de nanobowlkatalysators aangetoond. Het volgende doel, zegt hij, is precies te meten hoe goed presteren de katalysators in een daadwerkelijk proces van de biomassaraffinage.

Bron: http://www.aip.org

Last Update: 29. October 2012 06:29

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit