铜泡沫提供了一种将CO2转为有用的化学品的新方法

时间：2021-06-02 16:52:13 来源：

铜是唯一可以将二氧化碳减少到有用烃的金属。铜的泡沫提供海绵状毛孔和通道，为二氧化碳反应提供更多的活性部位而不是简单的表面。

布朗大学捕获和转换CO2中心的研究人员已经发现，铜泡沫可以提供将过量二氧化碳转化为有用的工业化学品，包括甲酸的新方法。

罗德岛（棕色大学） - 一种新的研究表明，由铜的铜形式制成的铜形式制成的催化剂具有从涉及二氧化碳的反应中的催化剂，具有巨大的电化学性质。通过棕色大学的科学家捕获和转换二氧化碳的科学家的研究表明，铜泡沫可以提供将过量二氧化碳转化为有用的工业化学品的新方法。

该研究在杂志催化期刊上发表。

随着大气中二氧化碳的水平继续上升，研究人员正在寻找利用它的方法。一种方法是捕获从发电厂和其他设施发出的二氧化碳，并使用它作为制造工业化学品的碳源，其中大部分是由化石燃料制成的。问题是CO2非常稳定，并将其减少到反应性和有用形式并不容易。

“铜已经研究了很长时间作为二氧化碳减少的电催化剂，这是唯一能够将二氧化碳减少到有用的烃的金属，”新研究的工程教授Tayhas Palmory说。“有一些迹象表明，如果你粗糙的平面铜表面，它将为与二氧化碳的反应创造更多的活跃点。”

只在过去几年中开发的铜泡沫提供了棕榈尔和她的同事正在寻找的表面粗糙度。通过在氢气存在下沉积在表面上的铜和强电流的表面上进行泡沫。氢气泡导致铜沉积在海绵状孔的布置和不同尺寸的通道中。

在将铜泡沫沉积在电极上，研究人员建立了实验，看看将在水中与CO 2中的电化学反应产生什么样的产品。实验由Sujat Sen and Dan Liu，在Brown工程学院的棕榈岛实验室工作的化学研究生。

实验表明，铜泡沫转化为甲酸中的CO 2 - 一种经常用作产生生物燃料的微生物的原料的化合物 - 以比平面铜的更大更高的效率。该反应还产生少量丙烯，一种有用的烃，在涉及铜的反应之前从未报道过。

“产品分布是独一无二的，与用平面电极报告的情况不同，这是一个令人惊讶的是，”掌伙伴说。“我们已经确定了在CO2的电导中考虑的另一个参数。这不仅仅是对这种化学方向的原因，也是催化剂的架构。“

现在很明显，建筑事项，掌乐队和她的同事正在努力看看这种架构被调整时会发生什么。她说，很可能是不同深度或直径的孔将产生来自二氧化碳原料的不同化合物。最终，可以将铜泡沫朝向特定的所需化合物旋转。

帕尔莫尔说，她惊讶于，仍然有更多待学习铜的事实。

“人们已经研究了铜的电沉积几十年来，”她说。“这令人显着的是，我们仍然可以改变它影响所产生的东西。”

该研究中的工作是Brown的捕获和转换CO2的捕获中心更大努力的一部分。由国家科学基金会资助的中心正在探索各种催化剂，可以将CO2转化为可用形式的碳。

“目标是寻找从可持续碳源生产一些世界上最大的化学品的方法，即地球不仅迫切需要减少而且迫切需要减少，”掌联队领导中心。“这是我们作为科学家开始思考我们如何在更可持续的方式和控制成本中以更可持续的方式和控制成本的方式。只要生产依赖化石燃料，商品化学品的成本就是无处可行。“

CO2的捕获和转换中心是由国家科学基金会资助的化学创新中心（Che-1240020）。

出版物：Sujat sen等人，“铜纳米泡沫的二氧化碳的电化学减少”，ACS催讯，2014,4（9），PP 3091-3095; DOI：10.1021 / cs500522g

图像：棕榈沃尔实验室/棕色大学

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