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新的催化剂助力甲烷转化为烯烃

来源:University of Southern California 2018-02-07 15:03 1509人浏览

【盖德化工网 每日热点】南加州大学的科学家们已经开启了一种新的更有效的途径来转化甲烷——一种对气候变化产生影响的有效气体——直接转化为制造塑料、农药和药品的基本化学物质。

12月4日发表在《美国化学学会期刊》上的一项研究中,USC Loker Carbon research Institute的化学家们表示,他们找到了一种方法,可以帮助利用这种丰富而危险的温室气体,这种气体通常会被燃烧或燃烧后产生能量。

在常见的温室气体中,二氧化碳常常被认为是地球上热量捕获的罪魁祸首,它导致了气候变化。然而,它并不是最有力的。

根据政府间气候变化专门委员会的资料,在20年的时间里,甲烷吸收热量并使地球变暖86倍。

更多的燃料,更少的排放,减少能源使用

首席作者Patrice T. D. Batamack、美国大学洛克尔碳氢化合物研究所的高级作者G. K. Surya Prakash和Thomas Mathew使用一种名为H-SAPO-34的催化剂,该催化剂由一种称为沸石的纳米孔晶体衍生而来。

这种直接将甲烷转化为乙烯和丙烯或烯烃的简单方法,将取代传统上困难、昂贵以及低效的向大气中排放温室气体的过程。乙烯和丙烯主要来自石油和页岩液体裂解,消耗了大量的能源。

1985年,当南加州大学第一位诺贝尔奖得主George Olah把甲烷转化成烯烃时,这个过程需要三个步骤。从那以后,研究人员将其简化为两个步骤,但Loker团队是第一个实现基于沸石的单一催化剂转化的。

“接触时间是有效和简单的催化剂从甲烷中产生可用燃料的关键。在房地产方面,他们说,位置、位置、位置。在化学中,一切都关于条件、条件、条件。”Prakash说。

自2007年以来,全球甲烷排放量大幅上升,美国的产量尤其糟糕。根据哈佛大学最近的一项研究,在本世纪,由人类引起的大气甲烷排放量的全球增长中,有60%是由美国承担的。

世界银行的数据显示,印度和中国等国家的牲畜和稻田供应增加,是导致全球甲烷总产量上升的原因之一。

“如果碳是问题所在,那么碳必须是解决问题的办法。”

虽然甲烷是我们最受欢迎的温室气体,即使是在几年前在美国历史上最大规模的甲烷泄露事件发生之后,也没有迹象表明甲烷的大量生产会在近期内减缓。

页岩气开采和其他资源开采技术正在增加天然气储量。Loker科学家认为,甲烷可能很快会成为所有石化产品生产原料中最受欢迎的。

大约30年前,Prakash和他的导师Olah首先开始完善“甲醇经济”的概念。甲醇经济是一系列基于甲醇的解决方案,缓解了加速气候变化的温室气体的生产周期。

虽然甲烷在结构和名称上同甲醇相似,但它不能直接与甲醇互换,尽管大部分甲醇是由甲烷合成的。甲烷是一种天然生成的气体,是最简单的含烃单碳化合物。

通过进一步减少有效地将甲烷转化为烯烃所必需的步骤,Loker的科学家们可能已经使我们离实现“甲醇经济”中提出的最初步骤更近了一步。

“如果碳是问题所在,那么碳就是解决问题的办法。”“世界上有大量的甲烷可以使用,把它变成我们真正能使用的产品变得越来越容易,也更安全。””Prakash说。

这项研究是在南加州大学洛克油气研究所和美国能源部的支持下进行的。

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