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Nanobowls para a Protecção do Catalizador das Condições Ásperas da Refinação do Combustível Biológico

Published on October 29, 2012 at 6:09 AM

Pode soar como um jogo de futebol pós-temporada para jogadores muito minúsculos, mas o “nanobowl” não não tem nada fazer com esportes e tudo a fazer com melhoramento dos combustíveis biológicos da maneira é produzido.

aquela é a esperança de uma equipe dos cientistas do Instituto para as Transformações Químicas Eficientes do Átomo (IACT), de um Centro de Pesquisa da Fronteira da Energia conduzido o Laboratório Nacional de Argonne (ANL), e incluir a Universidade Northwestern, a Universidade de Wisconsin e a Universidade de Purdue. A equipe está usando uma técnica de estratificação desenvolvida para que a fabricação do microchip construa o nanoscale (bilionésimo de um medidor) “rola” que protege catalizadores diminutos do metal das condições ásperas da refinação do combustível biológico. Além Disso, o tamanho, a forma, e a composição dos nanobowls podem facilmente ser costurados para aumentar suas funcionalidade e especificidade.

A equipe, conduzida por Jeffrey Elam, químico principal na Divisão de Sistemas da Energia de ANL, apresentará sua pesquisa durante o Simpósio Internacional de AVS 59th e Exposição, guardarada o 28 de outubro - 2 de novembro de 2012, em Tampa, Fla.

Nos últimos anos, os nanoparticles dos metais tais como a platina, o irídio e o paládio apoiados em superfícies do óxido de metal foram considerados como catalizadores converter tão eficientemente a biomassa - matéria orgânica das plantas tais como o milho, a cana-de-açúcar e o sorgo - em combustíveis alternativos como possível. Infelizmente, sob biorefining típico condiciona onde a água líquida pode alcançar temperaturas de 200 graus de Celsius (392 graus de Fahrenheit) e pressões de 4.100 kilopascals (600 libras pela polegada quadrada), os nanoparticles minúsculos do metal pode aglomerar nas partículas muito maiores que não são catalìtica active. Adicionalmente, estas circunstâncias extremas podem dissolver o apoio.

“Nós necessários um método para proteger os catalizadores sem reduzir sua capacidade para funcionar como desejado durante biorefining,” Elam diz. “Nossa solução era usar o depósito atômico da camada [ALD], um processo empregado geralmente pela indústria do semicondutor para estabelecer camadas grossas do único-átomo de material, para construir “um nanobowl” em torno da partícula do metal.”

Para criar uma matriz dos nanobowls que contêm catalizadores activos, os pesquisadores usam primeiramente ALD para depositar milhões de nanoparticles do metal (os nanocatalysts eventuais) em uma superfície do apoio. O passo seguinte é adicionar uma espécie orgânica que ligue somente aos nanoparticles do metal e não ao apoio. Este “grupo de protecção orgânico” serve como o molde em torno de que os nanobowls são dados forma.

“Outra Vez usando ALD, nós depositamos a camada em cima da camada de um material inorgánico conhecido como o niobia [pentóxido do nióbio] em torno do grupo de protecção para definir a forma dos nanobowls em nossa matriz,” Elam diz. “Uma Vez Que a espessura desejada do niobia é alcançada, nós removemos os grupos de protecção e deixamos nossos nanoparticles do metal protegidos nos nanobowls que impedem que aglomerem. Além, o revestimento do niobia protege a carcaça das circunstâncias extremas encontradas durante biorefining.”

Elam diz que os nanobowls eles mesmos podem ser feitos para aumentar a funcionalidade total da matriz do catalizador que está sendo produzida. “Em uma altura específica, nós podemos colocar camadas de ALD de material catalìtica activo nas paredes do nanobowl e criar um co-catalizador que trabalhe com os nanocatalysts. Também, com cuidado selecionando o grupo de protecção orgânico, nós podemos ajustar o tamanho e a forma das cavidades do nanobowl para visar moléculas específicas na mistura da biomassa.”

Elam e seus colegas mostraram no laboratório que a combinação do nanobowl/nanoparticle pode sobreviver ao ambiente aquoso de alta pressão, de alta temperatura da refinação da biomassa. Igualmente demonstraram a selectividade do tamanho e da forma para os catalizadores do nanobowl. O objetivo seguinte, diz, é medir precisamente como bom os catalizadores executam em um processo de refinação real da biomassa.

Source: http://www.aip.org

Last Update: 29. October 2012 06:32

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