Исследователи потратили десятилетия, пытаясь найти эффективный,промышленный способ химически "уменьшить", или понизить степень окисления, углекислого газа.
Исследователи из Университета Иллинойса в Чикаго подошли к проблеме по-новому.
Хотя сокращения углекислого газа является двухэтапный процесс, химики обычно используется один катализатор, говорит Салехи-Ходжин. Он и его коллеги экспериментировали с использованием различных катализаторов для каждого шага.
В предыдущей работе, Салехи-Ходжин использовал ионную жидкость, чтобы катализировать первую стадию реакции, и серебро для окончательного восстановления до окиси углерода. Система сокатализаторов была более эффективен, чем один-каталитических систем сокращения углекислого газа, сказал он.
Но серебро стоит дорого. Таким образом, он и его коллеги задались целью увидеть, как неметаллические катализаторы - графитовые структуры углерода, легированные другими реактивными атомов - могут работать вместо серебра.
Они пытались углеродные нановолокна, которые были легированы азотом в качестве замены для серебра катализировать второй шаг.
Когда эти углеродные материалы используются в качестве катализаторов, легирующих атомов, чаще всего азота, приводной реакции восстановления. Но, за счет тщательного изучения этой конкретной реакции, исследователи обнаружили, что это был не азот, что стало катализатором.
"Это был атом углерода, сидящий рядом с легирующей примеси, который был ответственен", сказал Мохаммад Асади, аспирант , который является одним из двух первых-авторов исследования. "Мы были очень удивлены сначала," сказал Асади.
Но, как по-прежнему характеризуют реакцию стало ясно, что не только углерод, катализирующий реакцию, но, что система сокатализатор был более эффективен, чем серебро, "показывает значительные синергетические эффекты," говорит Асади.
Бьянджа Кумар, другой автор статьи, считает, что команда "обнаружила скрытый механизм" со-каталитической реакции, которая "открывает много вариантов для разработки недорогой и эффективной системы катализаторов для преобразования диоксида углерода".
"Кроме того, можно предположить, что с помощью атомно-тонких, двумерные графеновых нано-листы, которые имеют чрезвычайно высокую площадь поверхности и могут быть легко разработаны с атомов легирующей примеси, как азот, мы можем разработать даже гораздо более эффективные каталитические системы", сказал Кумар .
"Если реакция произошла на примеси, у нас не будет много свободы в плане структуры", сказал Салехи-Ходжин. В этом случае, мало что можно сделать, чтобы повысить эффективность и стабильность реакции.
Но с реакция происходит на угле, "у нас есть огромная свобода", чтобы использовать эти очень перспективные углеродные материалы для оптимизации реакции, считает он.
|
