科学:超声波催化剂可以帮助将煤转化为汽油

 作者:韩悯擦     |      日期:2017-09-17 07:08:11
作者:LIONEL MILGROM美国化学家正在使用超声波制造能够更有效地进行化学反应的催化剂通过这种方式,伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的Ken Suslick和他的团队可以生产无定形铁粉,这是化学反应中最好的催化剂之一,可以将煤变成汽油声音撕裂了溶解在液态烃中的称为五羰基铁的化合物中的化学键,留下粉末超声波为解决方案做了几件事首先,它搅拌它,比加热或搅拌更有效地混合化学反应物其次,超声波导致微小气泡在溶液中反复形成和坍塌该过程引起溶液中“热点”处的压力和温度的巨大变化随着气泡的生长和坍塌,温度每秒可以变化数千万度虽然热点的持续时间远远不到百万分之一秒,但热点内的化学反应却加速了尽管事实上总体上溶液的温度略高于其周围环境,但仍会发生这种情况当Suslick将五羰基铁暴露于超声波时,他发现铁原子完全脱离了羰基由热点引起的温度变化非常大,以至于铁原子没有时间将它们自身排列成晶体,而是形成一种称为金属气体的无定形固体(Nature,10月3日,第414页)以这种方式产生的非晶铁粉由非常小的颗粒组成,其中没有一个大于10纳米 Suslick说,铁粉是一种很好的催化剂,主要是因为非常小的颗粒具有非常大的总表面积他将注意力集中在一个特殊的反应上,称为费 - 托反应,需要铁才能起作用在反应中,一氧化碳和氢气在铁催化剂上结合以产生烃的混合物,其可以加工成汽油 Fischer-Tropsch过程是德国人在第二次世界大战期间发明的,以对抗盟军封锁所造成的石油短缺南非还开发了实施反应的技术,以打败世界其他国家实施的禁运这项技术价格昂贵,但随着石油库存减少,它可能变得经济,将拥有大量煤炭的国家转变为主要的汽油制造商因此,任何使费 - 托反应更有效的催化剂都非常重要 Suslick发现,在200°C--费 - 托化学的温度低于正常温度 - 他的无定形铁可以将一氧化碳和氢气转化为碳氢化合物的效率是通常使用的多晶铁粉的10倍他还发现,在将环己烷转化为苯和甲烷的过程中,