Carbonneutraliserende propylenproduktion katalyserer ændringer i petrokemisk teknik

Propylen er en gas, der bruges til at fremstille en lang række emballager og beholdere og anses for at være det næstvigtigste startprodukt inden for petrokemisk teknik. Imidlertid er produktionen fra propan i øjeblikket meget energikrævende. Derudover akkumulerer processen uønskede biprodukter, der skal renses ved regelmæssig afbrænding. Det er derfor meget ønskeligt at finde en anden tilgang til produktionen af ​​dette værdifulde molekyle, som er mere effektiv, producerer færre biprodukter og stadig bruger materialer, der er stabile ved høje temperaturer.

Hokkaido Universitys materialekemiker Shinya Furukawa og hans team udviklede for nylig en ny katalysator - et stof, der fungerer som en guide til kemiske reaktioner og som sådan kan åbne op for ellers utilgængelige reaktionsveje. Dette giver dem mulighed for at bruge kuldioxid til at omdanne propan til propylen i stedet for det mere almindeligt anvendte oxygen. I deres Nature Communications papir, viste de ikke kun, at katalysatoren var meget effektiv, meget selektiv og stabil under høje temperaturer, dens brug havde også den bivirkning, at den forvandlede kuldioxid til kulilte, som er en nyttig ressource til fremstilling af mange bulkkemikalier.

Forskerne opnåede denne bedrift ved at bygge videre på deres tidligere undersøgelser af katalysatordesign, men denne gang valgte de en unik ny måde:Ved at bruge en legering af platin og tin på en ceriumoxidbærer som base erstattede de en brøkdel af disse atomer med metallerne kobolt , nikkel, indium og gallium. Hvert af disse elementer blev valgt til et specifikt formål:Platin-tin-legeringer havde allerede været kendt som gode katalysatorer til reaktionen, men inklusive nikkel og kobolt øgede både katalysatorens evne til at aktivere kuldioxid og dens selektivitet til den ønskede reaktion. På den anden side var indsættelse af indium og gallium gavnligt for katalysatorens temperaturstabilitet. Endelig gjorde ceria-understøtningen kuldioxidopsamling og katalysatorrensning lettere. Forskerholdet bekræftede også, at katalysatoren kan regenereres og genbruges uden tab af ydeevne.

Furukawa forklarer betydningen af ​​dette resultat som følger:"Dette arbejde demonstrerer ikke kun vores katalysators enestående ydeevne, men det åbner også et nyt vindue af katalysatordesignkoncepter baseret på vores teknik. Den nye katalysator overgår vores tidligere Pt-Co- I katalysator med stor margin. Disse indsigter vil bidrage til kulstofneutralisering af den industrielle produktion af små petrokemikalier." + Udforsk yderligere

New, highly efficient catalyst for propylene production