加拿大的科技团队居然利用二氧化碳来生产塑料

加拿大的科技团队居然利用二氧化碳来生产塑料

塑料是高分子聚合物,我们常用的塑料原料聚乙烯就是由乙烯聚合而成,而世界先进国家乙烯生产中裂解原料大多以石脑油等轻质原料为主,我国受原油供应的制约,裂解轻质原料仅占50 %,其余50%是柴油(AGO) 馏分。来自加拿大的一个科研团队运用加拿大光源(Canadian Light Source)单位的设备与开发的独有技术,已经精确地找到最有效将二氧化碳(CO2)转化为乙烯(ethylene)的条件。

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首席研究员 Phil De Luna 表示,由于这项实验几乎不可能曾在世界任何地方进行过,因此团队对于这项研究的结果感到非常兴奋。据了解,这项研究的核心工作便是二氧化碳还原反应的过程,在催化剂的辅助下,透过电流和化学反应将 CO2 转化为其他化学物质。在这种反应中,许多金属都可以做为催化剂,像是金、银和锌(zinc)便能够生成一氧化碳,而锡(tin)和钯(paladium)可以生成甲酸,铜则是能产生乙烯。

加拿大的科技团队居然利用二氧化碳来生产塑料

De Luna 指出,铜是一种非常神奇的金属,因为它可以用来制造许多不同的化学物质,像是甲烷、乙烯或是乙醇,虽然要控制其制造是困难的,但铜正是团队想要的东西。

加拿大的科技团队居然利用二氧化碳来生产塑料

▲ Phil De Luna (左)负责设计、合成并测试催化剂,进行电脑模拟运算;Rafael Quintero-Bermudez(右)则负责材料表征与数据分析。

透过催化剂的设计,团队能够最大程度的提高乙烯生产量,同时将甲烷产量降至最低。运用 CLS 高级科学家 Tom Regier 开发的独特设备,研究人员能即时研究整个二氧化碳还原反应过程中,铜催化剂的型态、形状以及化学环境。研究的另一作者 Rafael Quintero-Bermudez 表示,类似这样的实时研究是前所未见的。(这种独特的测量方式,让团队能够探索许多与过程相关的研究问题,并能够讨论该如何改进整个过程。)

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透过研究中确认乙烯生产最大化的精确条件,团队便能调整催化剂来达成目的,而在经过许多失败的尝试后,团队最终还是达成了他们要的关键成果。目前这项研究已公布在《自然》系列旗下最新冠名期刊《自然─催化》(Nature Catalysis)。

如果实验达到理想预期,那么接下来我们大气中的二氧化碳将不再是让人嗤之以鼻的温室气体,而是变身成为能源气体。



coak

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灵感设计师 at 酷蝌星球创意研发中心
人类会不会就是一种三维病毒,寄生在一个生物中。宇宙其实就是那个生物里的体内空间。
coak
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