催化剂保护的 Nanobowls 免受生物燃料精炼的苛刻的情况

Published on October 29, 2012 at 6:09 AM

也许发声象非常微小的球员的期后橄榄球赛,但是 “nanobowl”与体育运动无关,并且要执行的一切与改进方式生物燃料被生产。

那是科学家小组的希望从学院原子高效的化工转换 (IACT), Argonne 国家实验室和包括导致的能源 (ANL)边境研究中心的西北大学、威斯康辛大学和普渡大学。 这个小组使用被开发的一个分层堆积的技术的微芯片制造建立 nanoscale (十亿分之一仪表) “滚保龄球”保护微型金属催化剂免受生物燃料精炼的苛刻的条件。 此外, nanobowls 的范围、形状和构成可能容易地被剪裁提高他们的功能和特异性。

这个小组,导致由杰费 Elam, ANL 的能源系统分部的首席化学家,在 AVS 第 59 国际专题讨论会和陈列时将存在其研究,举行 10月 28 11月。 2, 2012年,在坦帕, Fla.

近年来,例如白金,铱和钯支持金属 nanoparticles 金属氧化物表面考虑作为催化剂一样高效地转换生物量 - 从工厂的有机物例如玉米、甘蔗和高梁 - 成代用燃料尽可能。 不幸地,在典型 biorefining 下适应液体水可能到达温度 200 摄氏度 (392 华氏度) 的地方,并且 4,100 kilopascals (600 每平方英寸磅压),微小的金属 nanoparticles 能成块到不是催化作用上活跃的更大的微粒。 另外,这些极端状态可能溶化技术支持。

“我们需要方法保护催化剂,无需减少他们的能力发挥作用如希望在 biorefining 期间”, Elam 说。 “我们的解决方法将使用基本层证言 [ALD],半导体行业通常使用的进程制定材料单一原子厚实的层,在金属微粒附近建立 ‘nanobowl’”。

要创建包含有效的催化剂的 nanobowls 矩阵,研究员首先使用 ALD 存款百万金属 nanoparticles (最后的 nanocatalysts) 在支持表面上。 下一个步骤将添加只将束缚对金属 nanoparticles 和不对技术支持的一个有机种类。 此有机 “保护的组”担当附近 nanobowls 是形状的模子在。

使用 ALD, “再,我们存款一层层叫作 niobia 的无机材料 [铌五氧化] 在这个保护的组附近定义 nanobowls 的形状在我们的矩阵的”, Elam 说。 “一旦期望 niobia 厚度被到达,我们在防止他们成块的 nanobowls 去除保护的组并且把我们的金属 nanoparticles 留在被保护。 另外, niobia 涂层保护这个基体免受在 biorefining 期间遇到的极端状态”。

Elam 说 nanobowls 可以做提高被生产的催化剂矩阵的整体功能。 “在一个特定高度,我们可以放下催化作用上放射性材料 ALD 层到 nanobowl 墙壁和创建将运作与 nanocatalysts 相适应的共同催化剂。 并且,通过仔细选择这个有机保护的组,我们可以调整 nanobowl 洞的范围和形状瞄准在生物量混合物的特定分子”。

Elam 和他的同事在实验室里向显示 nanobowl/纳米颗粒组合可能生存生物量精炼的高压,高温含水环境。 他们也展示了 nanobowl 催化剂的范围和形状选择性。 下个目标,他说,是准确评定催化剂多么恰当在一个实际生物量炼制过程执行。

来源: http://www.aip.org

Last Update: 29. October 2012 06:28

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