地球變暖的救星──將二氧化碳轉化為工業燃料!
材料牛注:
過多的溫室氣體對于整體大氣來說,就是一個沉默的氣候殺手。
早在六月,夏威夷研究人員便有報告顯示,大氣中含有百萬分之400(ppm)的二氧化碳(CO2)──這已遠超過標準值的上限。
雖然超過這項指標就意味著地球會繼續暖化下去,但仍有希望可以緩解這個危機。
為了要減少全球二氧化碳的排放量,科學家們已經開發出一種有效的方法,能將溫室氣體中的二氧化碳轉化為更有用的材料。
《找到一種有效的催化劑》
由Beatriz Roldan Cuenya教授領軍的團隊,一群來自德國波鴻大學(Ruhr-Universit?t Bochum,RUB)的科學家,發現了一種催化劑,能將二氧化碳選擇性地的轉化為乙烯。
乙烯是化學工業的重要原料,在農業中經常使用,可使果實成熟。當轉變成聚合物時,乙烯就變成為聚乙烯。
但該群科學家說使用催化劑來將CO2電轉化為有用化學物質還不夠有效,因為該材料目前仍不具有高選擇性。
這材料產生過多的副產品且極少的乙烯。
但現在全然不同了,因為RUB科學家們又有了一個突破性的發現。
Hemma Mistry教授;一名博士生兼此研究的成員,使用氫或氧等離子體處理的銅膜作為催化劑。
使用這些等離子體處理,Mistry改變了銅膜的表面性質,讓其降低粗糙度并氧化,她有系統地測試不同等離子體參數,直到達到最佳的表面性能。
比起一般傳統的銅膜催化劑,最好的催化劑具有較高的乙烯產率,同時也伴隨著較高的選擇性來進行,這大大地降低了不必要的副產品生成。
Roldan Cuenya教授說:「對于這個材料來說,這是一個創新的紀錄。」
「為什么Mistry的等離子體處理會成功?」
研究人員決心要搞清楚為何等離子體處理可有如此空前的成功。透過同步輻射,RUB科學家在催化劑反應時分析這個銅膜的化學狀態。
憑借著這些測量的幫助,Mistry、Cuenya和她們其它的同事發現了較高乙烯選擇性的原因,研究證實,這是由于在催化劑表面上的帶正電荷銅離子。
在原先的設想里,銅只能在特定的反應條件下以金屬形式存在,然而,該研究團隊的發現推翻了這個假設,細節則必須透過進一步的微觀分析來得證。
Cuenya教授說:「我們的研究成果對選擇性的納米催化劑和特定反應開辟了新設計的可能性。」
研究細節都發表在Nature期刊上。
參考原文鏈接:
Scientists Convert Climate Killer Carbon Dioxide Into Fuels, Polymers
文獻鏈接:
Highly selective plasma-activated copper catalysts for carbon dioxide reduction to ethylene
本文由編輯部鋼鐵俠提供素材,洪聖哲編譯,點我加入材料人編輯部。
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