美国能源部布鲁克海文国家试验室及其协作组织的科学家规划出了一种高选择性催化剂,只需一步反响,即可将天然气的主要成分甲烷转化为易于运送的液体燃料甲醇。据最新一期《美国化学学会杂志》宣布的论文介绍,这种甲烷转化为甲醇的直接进程,在低于泡茶所需的温度下进行,且只发生甲醇而不发生其他副产品。
新工艺比较杂乱的传统转化有了很大的前进。一般传统转化需求3个独立的反响,每个反响都要在不同条件下进行,还需求十分高的温度才干完结。新系统则结构相对比较简单,很合适挖掘偏远区域“停滞”的天然气储藏。这些区域一般远离贵重的管道和化学炼油厂根底设施,而完结本地布置后将防止高压易燃液化天然气的运送难题。
此次催化剂的新配方含有一种额定成分:金属和氧化物之间的一层薄薄的“界面”碳。经过很多的试验和理论作业,研究人员发现钯和二氧化铈之间这层薄薄的碳,才是真实推进化学反响的“秘密武器”,它协助活性金属钯将甲烷转化为甲醇。
研究人员发现,由钯、氧化铈和碳组成的三组分催化剂的活性状况,运用杂乱的三相液固气微环境能够出产出终究产品。从甲烷中出产甲醇,无须在3种不同的反响器中、3种不同的条件下进行3种独立的反响。现在运用三部分催化剂,在一个反响器中驱动三相反响就能轻松完结了。前者不光有或许发生副产品,还需求贵重的别离进程,而后者则彻底防止了这些缺陷。
研究人员表明,对催化剂规划的创新和对反响发生方法的根底了解,有助于推进未来化学进程的开展。
为什么要大费周折的进行转化?由于甲烷在自然界散布很广,尽管可用作燃料及化工原料,但其提取、运送和贮存都很困难,还存在必定风险。此外,甲烷气体开释或走漏到大气中时对环境有害,过量甲烷只能被烧掉,这一进程也会发生温室气体。工业界一直在寻求更好的手法将甲烷转化为甲醇,但至今未能在温文的条件下高效、纯洁地完结转化。在本文中,科学家对这一转化具有了100%的“选择权”,让业界看到了期望。随国际石油储量不断削减,将甲烷转化为甲醇等燃料也会渐渐的入神。