华盛顿州立大学的研究人员在经济地将植物原料转化为燃料的过程中迈出了关键的第一步:防止铁生锈。

 

研究人员已经确定了如何在将植物材料转化为燃料所需要的重要化学反应中防止铁生锈，这意味着这种廉价且容易获得的元素可以用于成本效益高的生物燃料转化。

 

由永王,《特聘教授在基因和琳达《化学工程与生物工程学院,和帅王从固体表面物理化学国家重点实验室的厦门大学,研究人员报告他们的工作在7月号的封面ACS催化。

 

研究人员一直在试图寻找更有效的方法，杏耀资金从可再生植物资源(如藻类、作物废料或森林残留物)中制造燃料和化学品。但是，这些生物燃料往往比化石燃料更昂贵，而且能量密度更低。

 

使用植物原料作为燃料的一大障碍是，在使用之前，氧气必须从原料中去除。

 

“你想要使用最便宜的催化剂来去除氧气，”吉恩·萨宾·麦克尤恩说，他是该论文的合著者，也是基因和琳达·沃兰德化学工程和生物工程学院的副教授。“铁是一个很好的选择，因为它非常丰富。”

 

铁基催化剂在去除氧气方面前景广阔，但由于植物材料中也含有氧气，在反应过程中，铁会氧化或生锈，然后反应就停止了。关键是要让铁从植物中除去氧气，而不是吸收太多氧气，使反应停止。

 

在他们的工作中，研究人员将他们的铁催化剂固定在一个碳结构中，这个碳结构经过了修改，可以加入氮。这种结构改变了铁的性质，所以当它继续做必需的工作，从植物材料中去除氧气时，它与氧气的相互作用更少。研究人员将氮作为调节铁与氧相互作用的控制盘。

 

在最近发表在《化学科学》上的另一篇论文中，由王勇和孙俊明(Gene和Linda Voiland化学工程和生物工程学院的研究助理教授)领导的研究人员发现了一种耐用的铁基催化剂，其周围有一层薄的碳石墨烯层。石墨烯层保护了铁，而铯离子使研究人员能够根据需要的反应调整铁的电子特性。

 

“我们降低了氧气反应，”孙说。“通过保护铁和调整其性质，这些工作为使用地球上丰富的和经济有效的铁作为生物质转化的催化剂提供了科学依据。”

 

研究人员目前正在努力更好地了解这些反应的化学性质， 杏耀娱乐平台 ，杏耀平台以便进一步提高铁催化剂的反应活性。他们还需要用真正的原料而不是用于研究的模型化合物来试验他们的催化剂。从农田中收集的原料成分会更加复杂，含有大量杂质，研究人员还必须将催化剂整合到转化过程中使用的一系列步骤中。

 

王说:“我们正试图以尽可能经济的方式进行转换。”“关键在于寻找基于低成本、地球上丰富元素的强力催化剂。这是朝这个方向迈出的第一步。”