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催化器令你大吃一惊

分子稳定性CO₂重定向过量温室气体生产替代资源无济于事需要一种能更容易和经济上可行地将气体转换成其他有用化学物的催化剂来消除这种现象。说起来容易做起来似然现实是需要大容量能量破解CO₂.

效率最高的催化CO₂稀释金属铜略出奇典型的催化特征是它必须站出来多次使用,并有尽可能高的'交接数'交替数定义为基底分子数,该分子数可以通过子饱和酶有效网站转换工业催化剂需要数以百万计的交替数才能经济上可行Morris博士小组正研究改进催化剂用分子结构替换金属铜,但当前循环数仅为10s虽然这个方面不完美,但催化剂的其他好处表示团队发现它有效并坚持使用

测量混合材料

返回金属铜,同时高能效CO₂淡化,铜非选择性并产生多达32项混合产品产生极端工程拼图 分离净化这些产品Morris博士分子法允许她组选择单产品

广域催解挑战之一是难以描述催化反应期间表层化学特征反应发生于催化剂表面 并可能涉及数中间体几乎没有科学技术探寻表面分子化学,而表层环境复杂铜金属表面异质化:组成表面的原子以不同方式联结大宗铜,意思是它们有不同的催解可用性并可能提供不同的催化路径原子层次上,研究者需要完全理解包括铜在内的多异性催化作用₂减法这就意味着新催化剂配方必须试拟,不能单纯纸面设计

异质催化物由催化剂纳米粒子组成,往往是金属粒子支持,通常是氧化物所有催化作用都发生在表面,纳米粒子由于体积小而呈现理想表量比并可用于最大化催化剂组件表面积支持保持纳米粒子原位,促成高置值Morris博士集团使用金属-机理框架是纳米粒子支持结构的分子等量铜纳米粒子代之以由有机链路连接的铜原子节点(ligands),后者起支持作用。催化链形3D固态聚合结构或合成柄提高催化效果和能能外加,非常重要的是,M.O.F.s从离心机解析法中分离M.O.F.的存在增加铜作为分子催化剂的影响,提供稳定性和选择性组合

人工比武自然光合作用

M.O.F.s证明对团队解释自然与CO关系的努力大有帮助₂人工光合作用期间(我们专用博客文章阅读此工作),植物可以从水中提取电子后用这些电子来减少CO₂允许工厂同时创建短期能源存储器和糖与星仓用于长期能源存储和结构构件 。人类幸运的是,氧是这一过程的副产品

实验去除电子对水进行氧化时,分子催化剂通常在约30分钟后失效。对比中M.O.F催化器能运行六小时 组体感觉可能更长

有许多催化剂能通过数种化学过程制造高用一氧化碳气从二氧化碳CO清除一氧原子₂生成一氧化碳CO正像植物中的光合作用CO转换成细胞中的其他复合物,通常是碳水化合物使用这些催化剂的问题是选择性和效率-如何以适当效率和纯度获取所需产品博士莫里斯期望,与其单复合复制光合作用,还不如混合催化物最需要 — — 每一个都取整个过程的专门性部分。 正像它发生时,这与植物光合作用法相似 — — 通过各种蛋白质使用混合催化法有可能从人工光合作用起始点产生各种高值复合物

搜对解法

科学界内有很多猜测 关于人工光合作用理想解决方案水仍然最受欢迎 并同时改变pH值基本pH操作水氧化容易得多改换酸级操作会更容易减少CO₂问题性还引入额外和不想要反应正因如此,团队发现从一开始使用纯水比晚加酸或压系统更可取,让他们放心先知道事效后再考虑解决条件

环境压力下CO₂水溶极差 产生低CO解法₂.团队常使用加压系统增加溶解CO₂.通常优先选择室温或尽可能低温,最高高温保持在60度左右^欧市C.在所有温度下,压力条件都密切监视

催化地球未来

使用催化剂减少CO₂显示大有前途,但前进的每一步目前都来之不易科学社区爱慕者时代 催化器可以整合所有阶段 并进单步在此之前,他们已经能够 组装成级联催化系统 创建优端产品下方催化器可响应并接通活动链中另一个或甚至第三个催化器挑战在于,并非所有催化剂都以与其他人相同条件工作,因此统一它们才是问题所在。

曼达·莫里斯博士高压催解工作, 化学副会长兼教授 和Patricia Caldwell教职员工弗吉尼亚技术.更多细节听17集现代化学播客.

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