Метанол является одним из важнейших базовых химических веществ, используемых, например, для производства пластмасс и стройматериалов. Чтобы сделать производственный процесс еще более эффективным, было бы полезно узнать больше о меди/оксид цинка/оксид алюминия катализатор развернут в производстве метанола. На сегодняшний день, однако, это не было возможно к анализу структуры его поверхности в условиях реакции. Группа специалистов из Рурского университета в Бохуме (руб) и Институте Макса Планка для преобразования химической энергии (ЦИК ИМБ) уже удалось получить выводы в структуре его активного центра. Исследователи описали свои выводы в журнале Nature от 4 августа 2020.
Во-первых, команда показала, что цинковая составляющая активного участка заряжается положительно, и что катализатор имеет аж два на медной основе активных сайтов. «Состояние компонента цинка в активном центре был предметом острых дискуссий, поскольку катализатор был введен в 1960-х годах. На основании наших выводов, мы можем получить множество идей о том, как оптимизировать катализатор в будущем», — излагает профессор Малер Мартина, заведующий кафедрой промышленной химии и Макс молодец Планк руб. в ЦИК пил. Для проекта он сотрудничал с Бохум основе исследователь доктор Даниэль Laudenschleger и Мюльхайм-на основании исследователь д-р Руланд Хольгер.
Устойчивого производства метанола
Исследование было заложено в углерод-2-хим проект, целью которого является сокращение выбросов CO2 за счет использования металлургических газов, образующихся при производстве стали для изготовления химических веществ. В сочетании с электролитически полученного водорода, металлургических газов также может служить в качестве исходного материала для устойчивого синтеза метанола. Как часть углерода-2-хим проект, исследовательская группа недавно исследовали, как примесей в металлургических газов, таких как получаемые на коксохимических заводах или доменные печи, влияет на катализатор. Это исследование в конечном счете проложили путь для проникновения в структуру активного центра.
Активный сайт отключена для анализа
Исследователи выявили азотсодержащих молекул — аммиака и Аминов — в качестве примесей, которые действуют как каталитические яды. Они отключили катализатор, но не постоянно: если примеси исчезают, катализатор восстанавливается сама. С помощью уникального исследовательского аппарата, который был разработан в доме, т. е. непрерывно работающего потока аппарата со встроенным агрегат высокого давления импа Ульс, исследователи прошли аммиака и Аминов на поверхности катализатора, временно отключив активный сайт, с цинковым компонентом. Несмотря на цинковый компонент отключен, другой реакции по-прежнему проходила на катализаторе, а именно: конверсия этана в этен. Таким образом, исследователи зафиксировали второй активный сайт, работающий в параллели, которая содержит металлическую медь, но не имеет цинкового компонента.
С аммиаком и аминами обязательно положительно заряженные ионы металла на поверхности, было видно, что цинк, как часть активного центра, несет в себе положительный заряд.
почувствуйте разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!