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分析地球变暖的救星──将二氧化碳转化为工业

作者2019-03-29 13:12未知

   过多的温室气体对于整体大气来说,就是一个沉默的气候杀手。

  夏威夷研究人员便有报告显示,大气中含有百万分之400(ppm)的二氧化碳(CO2)──这已远超过标准值的上限。

  虽然超过这项指标就意味着地球会继续暖化下去,但仍有希望可以缓解这个危机。

  为了要减少全球二氧化碳的排放量,科学家们已经开发出一种有效的方法,能将温室气体中的二氧化碳转化为更有用的材料。

  找到一种有效的催化剂由Beatriz Roldan Cuenya 教授领军的团队,一群来自德国波鸿大学(Ruhr-Universität BochumRUB) 的科学家,发现了一种催化剂,能将二氧化碳选择性地的转化为乙烯。

  乙烯是化学工业的重要原料,在农业中经常使用,可使果实成熟。当转变成聚合物时,乙烯就变成为聚乙烯。

  但该群科学家说使用催化剂来将CO2 电转化为有用化学物质还不够有效,因为该材料目前仍不具有高选择性。

  这材料产生过多的副产品且极少的乙烯。但现在全然不同了,因为RUB 科学家们又有了一个突破性的发现。

  Hemma Mistry 教授;一名博士生兼此研究的成员,使用氢或氧等离子体处理的铜膜作为催化剂。使用这些等离子体处理,Mistry 改变了铜膜的表面性质,让其降低粗糙度并氧化,她有系统地测试不同等离子体参数,直到达到最佳的表面性能。

  比起一般传统的铜膜催化剂,最好的催化剂具有较高的乙烯产率,同时也伴随着较高的选择性来进行,这大大地降低了不必要的副产品生成。

  Roldan Cuenya 教授说:对于这个材料来说,这是一个创新的纪录。

  为什么Mistry 的等离子体处理会成功?研究人员决心要搞清楚为何等离子体处理可有如此空前的成功。透过同步辐射,RUB 科学家在催化剂反应时分析这个铜膜的化学状态。

  凭借着这些测量的帮助,MistryCuenya 和她们其它的同事发现了较高乙烯选择性的原因,研究证实,这是由于在催化剂表面上的带正电荷铜离子。

  在原先的设想里,铜只能在特定的反应条件下以金属形式存在,然而,该研究团队的发现推翻了这个假设,细节则必须透过进一步的微观分析来得证。Cuenya 教授说:我们的研究成果对选择性的纳米催化剂和特定反应开辟了新设计的可能性。

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