cnBeta.COM 發表於 2021-01-12 16:04:27
萊斯大學的工程師們開發了一種新的反應器，可以將一氧化碳轉化為乙酸。利用微小的銅立方體作為催化劑，該裝置比較簡單，可以長時間運行，讓不需要的廢氣變成工業上有用的產品。
一氧化碳通常是工業過程中產生的副產品，雖然它不是大氣中直接的溫室氣體，但它可能是一種室內或城市空氣汙染物，在較高的濃度下對人體健康有害。
在新研究中，萊斯大學的研究人員開發了一種方法，將這種潛在的危險廢品變成有價值的東西。乙酸被用於醋等食品以及一系列工業過程和產品中，作為防腐劑、溶劑等。在之前團隊用於將二氧化碳轉化為甲酸的裝置基礎上，新的反應器將一氧化碳轉換為乙酸。
「我們正在將產品從一碳化合物甲酸升級，這更具挑戰性，」該研究的作者王浩天（音譯）說。「人們傳統上是在液體電解質中生產醋酸，但他們仍然存在性能低下以及產品與電解質分離的問題。」
在這種情況下，電解質是固體的。它與由納米級銅立方體組成的催化劑相互作用，這些銅立方體經過精心設計，表面有波紋，有助於打破某些碳氧鍵，將氣體轉化為所需產品。
「有時銅會沿著兩種不同的途徑產生化學物質，」王浩天說。「它可以將一氧化碳轉化為乙酸和醇。我們設計了以一個面為主的銅立方體，可以幫助這種碳-碳耦合，其邊緣可以引導碳-碳耦合向乙酸而不是其他產品。」
去離子水通過管道進入反應器，在那裡與醋酸混合，產生可用的溶液。剩餘的氣體以氧氣的形式排放出來。
在實驗室測試中，該裝置連續運行150小時，產生的溶液中醋酸含量高達2%--即使與食醋4%的醋酸含量相比，也是一種微弱的溶液，但足夠有用。酸成分本身的純度高達98%。該團隊表示，為了使該系統具有可擴展性，還需要做更多的工作來改進該系統，包括使其更穩定、更節能。
該研究發表在《美國國家科學院院刊》雜誌上。
責編AJX
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