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催化劑保護的 Nanobowls 免受生物燃料精煉的苛刻的情況

Published on October 29, 2012 at 6:09 AM

也許發聲像非常微小的球員的期後橄欖球賽,但是 「nanobowl」與體育運動無關,并且要執行的一切與改進方式生物燃料被生產。

那是科學家小組的希望從學院原子高效的化工轉換 (IACT), Argonne 國家實驗室和包括導致的能源 (ANL)邊境研究中心的西北大學、威斯康辛大學和普渡大學。 這個小組使用被開發的一個分層堆積的技術的微芯片製造建立 nanoscale (十億分之一儀表) 「滾保齡球」保護微型金屬催化劑免受生物燃料精煉的苛刻的條件。 此外, nanobowls 的範圍、形狀和構成可能容易地被剪裁提高他們的功能和特異性。

這個小組,導致由傑費 Elam, ANL 的能源系統分部的首席化學家,在 AVS 第 59 國際專題討論會和陳列時將存在其研究,舉行 10月 28 11月。 2, 2012年,在坦帕, Fla.

近年來,例如白金,銥和鈀支持金屬 nanoparticles 金屬氧化物表面考慮作為催化劑一樣高效地轉換生物量 - 從工廠的有機物例如玉米、甘蔗和高梁 - 成代用燃料儘可能。 不幸地,在典型 biorefining 下適應液體水可能到達溫度 200 攝氏度 (392 華氏度) 的地方,并且 4,100 kilopascals (600 每平方英寸磅壓),微小的金屬 nanoparticles 能成塊到不是催化作用上活躍的更大的微粒。 另外,這些極端狀態可能溶化技術支持。

「我們需要方法保護催化劑,无需減少他們的能力發揮作用如希望在 biorefining 期間」, Elam 說。 「我們的解決方法將使用基本層證言 [ALD],半導體行業通常使用的進程制定材料單一原子厚實的層,在金屬微粒附近建立 『nanobowl』」。

要創建包含有效的催化劑的 nanobowls 矩陣,研究員首先使用 ALD 存款百萬金屬 nanoparticles (最後的 nanocatalysts) 在支持表面上。 下一個步驟將添加只將束縛對金屬 nanoparticles 和不對技術支持的一個有機種類。 此有機 「保護的組」擔當附近 nanobowls 是形狀的模子在。

使用 ALD, 「再,我們存款一層層叫作 niobia 的無機材料 [鈮五氧化] 在這個保護的組附近定義 nanobowls 的形狀在我們的矩陣的」, Elam 說。 「一旦期望 niobia 厚度被到達,我們在防止他們成塊的 nanobowls 去除保護的組并且把我們的金屬 nanoparticles 留在被保護。 另外, niobia 塗層保護這個基體免受在 biorefining 期間遇到的極端狀態」。

Elam 說 nanobowls 可以做提高被生產的催化劑矩陣的整體功能。 「在一個特定高度,我們可以放下催化作用上放射性材料 ALD 層到 nanobowl 牆壁和創建將運作與 nanocatalysts 相適應的共同催化劑。 並且,通過仔細選擇這個有機保護的組,我們可以調整 nanobowl 洞的範圍和形狀瞄準在生物量混合物的特定分子」。

Elam 和他的同事在實驗室裡向顯示 nanobowl/納米顆粒組合可能生存生物量精煉的高壓,高溫含水環境。 他們也展示了 nanobowl 催化劑的範圍和形狀選擇性。 下個目標,他說,是準確評定催化劑多麼恰當在一個實際生物量煉製過程執行。

來源: http://www.aip.org

Last Update: 29. October 2012 06:28

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