催化剂有助于将二氧化碳变成燃料

2018-01-23 01:29:04

汤姆西蒙特(Tom Simonite)一种可以分解二氧化碳气体的新催化剂可以让我们以类似于植物的方式将大气中的碳用作燃料来源 “打开二氧化碳中非常稳定的键是合成化学中最大的挑战之一,”德国波茨坦马克斯普朗克胶体与界面研究所的化学家Frederic Goettmann说 “但是植物已经存在了数百万年”植物利用太阳能来切割二氧化碳分子中碳和氧原子之间相对稳定的化学键在光合作用中,CO2分子最初与氮原子结合,形成称为氨基甲酸酯的活性化合物然后可以分解这些不太稳定的化合物,使碳可以用于合成其他植物产品,例如糖和蛋白质为了模仿这种自然过程,Goettmann及其同事Arne Thomas和Markus Antonietti开发了自己的氮基催化剂,可生产氨基甲酸酯石墨状化合物由以六边形排列的碳和氮原子的平坦层制成该团队将催化剂中的CO2和苯混合物加热至150ºC,温度约为大气压的三倍在第一步中,催化剂使CO 2形成反应性氨基甲酸酯,如在植物中制备的那样催化剂的下一个有用步骤是使苯分子从氨基甲酸酯中的CO2中吸取氧原子,产生苯酚和活性一氧化碳(CO)物质 “一氧化碳可用于建立新的碳 - 碳键,”Goettmann解释道 “我们迈出了将大气中二氧化碳作为化学合成来源的第一步”未来的改进可以让化学家减少对化石燃料的依赖,将其作为制造化学品的来源 Goettmann说,液体燃料也可以由二氧化碳中的二氧化碳制成 “在二十世纪八十年代的德国第二次世界大战和南非,通常从煤炭中提取燃料,”他补充道研究人员现在正试图使他们的方法更接近光合作用 “苯反应目前提供分解二氧化碳的能量,”Goettmann说,“但在植物中它很轻”新催化剂吸收紫外线辐射,因此团队正在试验光能否提供能量英国伯明翰大学的化学工程师Joe Wood也正在研究修复二氧化碳的方法 “人们越来越有兴趣将其用作化学工业的再循环投入,”他说他指出,马克斯普朗克技术仅在小规模上得到证明,其产率低至20% “但它看起来很有希望,”他补充道 “催化剂可以廉价生产,并且在相对较低的温度下工作”该技术的产品非常适合制造药物或除草剂,Wood说,“因此希望他们可以提高效率并扩大规模”参考: Angewandte Chemie(第46卷,第1页)DOI:10.1002 / anie.200603478更多关于这些主题的信息: