ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ
$
10
За просмотр новости вы заработаете
10 баллов

Участвуй в работе сайта и зарабатывай!
Узнать подробности и свой рейтинг

Ну и, ну: Химики научились превращать «пузырьки в минералке» в спирт

Химики научились превращать «пузырьки в минералке» в спирт
Химики научились превращать «пузырьки в минералке» в спирт

Химики из Национальной лаборатории Оак Ридж разработали катализатор, способный превращать растворенный в воде углекислый газ в этанол под действием электрического тока.

Катализатор состоит из углеродного наноматериала — «углеродных наношипов», на котором располагаются медные наночастицы. Ученые отмечают высокую селективность катализатора — 84 процента: из широкого спектра органических веществ он восстанавливает димеры углекислого газа в первую очередь в этанол. Хотя разработку еще нельзя применять в промышленности, она открывает новые пути к синтезу биотоплива. Исследование опубликовано в журнале ChemistrySelect.

Электрохимические реакции — класс реакций, протекающих под действием химического тока. К ним относятся, например, электролиз водных растворов, меднение или никелирование различных изделий под действием тока. В случае органических веществ электрохимические реакции могут приводить к более сложным превращениям, нежели восстановление металла из его соли. Так, при электролизе солей уксусной кислоты (CH3COO-) на аноде происходит выделение этана (С2H6) в результате сложного многостадийного превращения — электросинтеза Кольбе.

Одна из задач, решаемых сегодня химиками, — вовлечение в подобные реакции углекислого газа. Это позволит получать топливо из продуктов горения и, возможно, снизить потребность в ископаемом топливе (нефти и угле). Существуют катализаторы, которые способны с высоким выходом (из расчета грамм вещества на кулон прошедшего заряда) преобразовывать CO2 в метан. Однако эффективность синтеза органических веществ, более сложных, чем метан, все еще невелика. Вместе с тем, сложные органические вещества представляют большой интерес с точки зрения химической промышленности.

Ранее химики выяснили, что при восстановлении углекислого газа на медных электродах происходит образование сразу ряда соединений — муравьиной кислоты, этилена, метана, угарного газа, этана и этанола. Но добиться высокого выхода индивидуального вещества удавалось лишь в сходной реакции восстановления угарного газа (CO). В новой работе ученые, по их собственному признанию, случайно открыли способ эффективного превращения углекислого газа в этанол.

Химики создали катализатор, в основе которого лежат углеродные наношипы. Этот материал представляет собой тонкую пленку с остроконечными выростами длиной до 80 нанометров (тысячных долей микрона) и диаметром вершины всего в два нанометра. Ученые использовали углерод с небольшим допированием (примесью) азота. На тонкую пленку авторы осадили медные наночастицы, после чего погрузили катализатор в воду вместе с еще одним электродом и подали на них напряжение.

По словам ученых, в электрохимическую реакцию вступали димеры (пары молекул) углекислого газа, растворенного в воде. Происходила реакция 12-электронного восстановления с участием молекул воды, механизм которой еще не до конца изучен химиками — образовывалась молекула этанола. Как рассказывают авторы, селективность, или избирательность, катализатора связана с наличием активных центров как на наночастицах меди, так и на углероде. Вероятно, именно их сочетание приводит к такому результату. Выход реакции по току составляет 63 процента, а примеси к продуктам восстановления составляют не более 16 процентов.

Ученые отмечают, что катализатор требует при работе большого перенапряжения — превышения рабочего напряжения над теоретически необходимым. Это может помешать его использованию в промышленности, поскольку перенапряжение приводит к потерям энергии. Тем не менее, существуют способы бороться с ним, например, с помощью оптимально подобранного растворителя.

Поделитесь информацией с друзьями!

Просто нажми на кнопки соцсетей внизу!

Источник

 

Комментарии (3)

Одна из задач, решаемых сегодня химиками, — вовлечение в подобные реакции углекислого газа

Вот так, спирт из газа - додумались)))

вовлечение в подобные реакции углекислого газа

Добавить комментарий

Filtered HTML

  • Разрешённые HTML-теги: <em> <strong> <cite> <blockquote> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <br> <br />
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.

Plain text

  • HTML-теги не обрабатываются и показываются как обычный текст
  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки. Ссылки на сторонние не рекламные источники необходимо вставлять в виде http://orskportal.ru/outlink/адрес...
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.
12 + 6 =
Введите ответ в пустое поле. Например для 1+3 введите 4.