0 53 megtekintés Dalito.sk/ Szobahőmérsékleten történő oxigénfelosztás rendszere Kép: Jaroslav Heyrovsky Fizikai Kémiai Intézet AS CR

felfedeztek

Részvény

Eddig még nem volt mód a metán felhasználására a vegyiparban, hogy az gazdaságosan megtérüljön. Azonban egy cseh tudóscsoport átírta a fizikai kémia történetét. Erről a Dalito.sk-t a Cseh Tudományos Akadémia szóvivője, Markéta Růžičková tájékoztatta.

A Cseh Köztársaság Tudományos Akadémiájának J. Heyrovsky Fizikai Kémiai Intézetének egy tudóscsoportja új, egyedi reakcióközpontokat hozott létre és írt le, amelyek eddig ismeretlen módon képesek aktiválni az oxigént - szétválasztani. Ezután használja a metánt metanollá oxidálva. A zeolit ​​döntő szerepet játszik itt.

"A zeolit ​​egyszerűen perforált kvarc, és egyedisége abban rejlik, hogy a szilícium- és oxigénatomok összekapcsolt csatornákból és üregekből álló struktúrát alkotnak, amelyekbe kisebb molekulák beleférhetnek. Amikor a csatornákban reakcióközpontok vannak, a zeolitok ideális anyaggá válnak a katalízisben ”- magyarázza. Jiří Dědeček, az ASCR J. Heyrovsky Fizikai Kémiai Intézet tudományos csoportjának vezetője.

Edyta Tabor és Štěpán Sklenák mellett intenzíven foglalkozik a zeolitok alkalmazásával a redoxreakciók katalízisében. Ezek egyike a metán metanollá alakítása. A metán alacsony reaktivitása miatt jelenleg ez az egyik legnagyobb kihívás a heterogén katalízis területén, és óriási figyelmet kelt.

Miért fontos és nehéz metanolt kapni?

A metanol nagyon széles körű felhasználást kínál vegyszergyártás alapanyagaként vagy alternatív üzemanyagként. A metánból való megszerzése azonban eddig nem volt előnyös. A metán a földgáz fő alkotóeleme, ezért olcsó és könnyen elérhető. Sajnos továbbra is főként üzemanyagként használják. Ezenkívül a gáz szállítása és tárolása sokkal bonyolultabb, mint az olaj esetében.

A metán folyékony termékekké történő átalakítása és felhasználása a vegyiparban eddig csak közvetett, energetikai, technológiailag és gazdaságilag nagyon megterhelő folyamatok révén lehetséges. A végtermék végső ára, pl. a metanol ilyenkor általában elfogadhatatlan.

Jiří Dědeček csapata azonban felfedezett egy katalizátort a zeolitban, amely képes a metánt közvetlenül metanollá alakítani megfelelő molekuláris oxigén felhasználásával, kielégítő hatékonysággal. "A metán molekuláris oxigénnel történő közvetlen metanollal történő oxidációja révén jelentősen csökkenthetők a metanol előállításának költségei, és közelebb kerülünk az olcsóbb üzemanyagok, valamint számos más iparilag felhasználható termék előállításához szükséges technológiák megszerzéséhez" - mondja Jiří Dědeček.

A szobahőmérséklet elegendő, gőz nem szükséges

Az oxigén aktiválását - annak hasítását - az átmenetifém (pl. Vas) két kationja biztosítja egymással szemben, de lényegesen távolabb egymástól, mint az enzimeknél (körülbelül 7 tízmilliomod milliméter távolságban). Együtt képesek oxigénmolekulát felszakítani, még szobahőmérsékleten is. Ezt az egyedülálló rendszert sikeresen alkalmazták a metán metanollá történő oxidálására szolgáló rendszerek létrehozására, amely a metán technológia lehetséges alapja.

Jiří Dědeček, Edyta Tabor és Štěpán Sklenák a Česká hlava díjat kapta a találmány kategóriájában az átmenetifémek új, egyedi típusú reakciókationos központjainak zeolitmátrixban történő szerkezetének és reakcióképességének létrehozásáért és reakcióképességéért, valamint az oxidációban való felhasználásáért. metánból metanolba.

"A molekuláris oxigén hasadásának és a metán metanollá történő szobahőmérsékleten történő oxidálásának képessége mellett az új módszer további egyedülálló tulajdonsággal rendelkezik" - mutat rá Jiří Dědeček.

"A metán oxidációjával képződő metanol szobahőmérsékleten spontán módon a gázfázisba kerül. Ez nagyon jelentős előnyt jelent a metán molekuláris oxigénnel történő szelektív oxidációjára képes más katalizátorokhoz képest, ahol a metanol felszabadításához vízgőz alkalmazására is szükség van. Ez aztán az aktív központok megsemmisüléséhez és ennek eredményeként alacsony aktivitásukhoz vezet, amely a gyakorlatban használhatatlan "- teszi hozzá Jiří Dědeček.