“瑞士军刀”纳米粒子催化剂可以制造天然气烧清洁剂

时间：2021-12-24 07:52:09 来源：

构成金属氧化物纳米颗粒催化剂的元素。

天然气是最干净的传统化石燃料源，因为它产生了相对较少量的污染物，如二氧化碳 - 一种有效的温室气体和气候变化的主要贡献者。但是，通过燃烧天然气释放的温室气体和污染物可以通过高级催化剂进一步降低，这有助于降低甲烷 - 天然气最大成分的温度 - 燃烧。

“我们燃烧甲烷越有效，我们用来燃烧它的能量较低，温室气体和污染物较少。因此，我们可以做的任何事情都可以让这种燃烧温度下降是一种环保胜利，“伊利诺伊大学芝加哥大学机械和工业教授Reza Shahbazian-Yassar说。

Shahbazian-Yassar及其同事促进了由10个不同元素组成的切削刃“瑞士军刀”催化剂的开发 - 每个催化剂在其自身上有能力降低甲烷加氧的燃烧温度。这种独特的催化剂可以使甲烷的燃烧温度下降约一半 - 从高于1400摄氏度下降至600至700摄氏度。

他们的发现是在杂志催化期间报道。

Reza Shahbazian-Yassar，UIC工程学院机械和工业工程教授，博士学博士。 Shahbazian-Yassar的实验室和纸张的Co-First作者的学生。

在此前发表的研究中，沙洲 - 亚萨和同事展示了使用独特的冲击波技术创造多元素纳米颗粒催化剂的能力，称为高熵合金。在此之前，由于每个元素的原子彼此分离并变得无用，因此材料科学家没有严重尝试在超过三个元素中产生超过三个元素的纳米颗粒并变得无用。

利用独特的实时，高温电子显微镜系统在UIC，Shahbazian-Yassar的团队表明，由10个金属氧化物组成的高熵纳米颗粒在高达1,073摄氏度的温度下高度稳定，均匀的元素均匀分布在每个纳米粒子中形成单个固态稳定的结晶结构。

它们的金属氧化物合金含有各种过渡金属混合物，其是稀土元素和贵金属加氧。

由于原子半径，晶体结构，氧化潜力和电子性质的电子特性，博士学位说：“由于原子半径，晶体结构，氧化电位和电子性质的差异，几乎不可能在固相中保持完美的组合。”在纸上的Shahbazian-Yassar的实验室和Co-First作者的学生。“但我们能够表明这是可能的。”

“在具有我们创造的多个元素的多个合金中，由10个元素制成的颗粒不仅最有效地减少甲烷气体的燃烧点，而且在那些温度下最稳定的元件，”Shahbazian-Yassar说，他是一个相应的作者在纸上。

研究人员认为，该催化剂可用于减少通过燃烧的家庭燃烧天然气生产的有害温室气体的产量，以及在压缩天然气上运行的汽车中的动力涡轮机。

参考：“甲基纳米颗粒作为甲烷燃烧高度稳定的催化剂”由唐源李，永岗瑶，正邦黄，彭飞刘，振宇刘，蒙荣杨，金龙高，亚历山德拉H.Brozena，Glenn Bastel，Miaolun Jiao，Qi Dong ，Jiaqi Dai，Shuke Li，Han Zong，Miaofang Chi，Jian Luo，Yifei Mo，郭峰王，王旺，赵王，雷扎沙巴西亚山谷和梁虎，11月11日，1911年1月11日，自然催化.DOI：
10.1038 / S41929-020-00554-1

唐元李，永港瑶，孟川杨，景龙高，亚历山德拉双子，梁博虎，伊菲莫，格伦·娇娇，苗族焦，齐洞，嘉琪·戴和马里兰大学横出;彭飞谢，开珠曾，韩宗和朝王约翰霍普金斯大学;毕茨堡大学振宇刘和郭峰王;橡木岭国家实验室和加利福尼亚大学的橡树岭国家实验室和建罗的宫志是本文的共同作者。

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