前卫的金纳米粒子使燃料的二氧化碳

金纳米粒子被精细地在布朗大学创建一个催化剂,选择性地将二氧化碳(CO2)一氧化碳(CO),它可以用来使替代燃料。

“我们的研究显示了潜在的精心设计的金纳米粒子回收的二氧化碳转化为有用的形式的碳,'说Shouheng太阳化学教授,也是该研究的资深作者。“我们的工作所做的是初步的,但我们认为他们有巨大的潜力,因此这一技术可以将规模扩大到商业应用程序。

研究结果发表在《美国化学学会。

二氧化碳是一种稳定的分子,必须降低到一个活跃的形式如公司使它适合创建合成天然气、甲醇、和其他替代燃料。

先前的研究已经表明,催化剂由金箔活跃这个转换,但他们并不是有效的。金反应会与二氧化碳和水,二氧化碳溶解,而不是公司创造氢的副产品。

棕色的实验小组,带领由太阳和Wenlei朱研究生,Sun的集团,想看看缩小到纳米金可能会使它更有选择性的二氧化碳。

他们发现纳米粒子更有选择性,但是,这些粒子的确切大小是重要的。8纳米粒子有最好的选择性、转化率达到90%,公司从二氧化碳。其它尺寸的团队测试了-四,六,和10纳米-没有表现得很好。

“首先,这个结果让人困惑,”安德鲁·彼得森说工程学教授,也是这篇论文的主要作者。“当我们使颗粒较小的我们得到了更多的活动,但是当我们去小于8纳米,我们有更少的活动”。

了解发生了什么事,彼得森和博士后研究人员使用一种建模方法Michalsky罗纳德称为密度泛函理论。他们能够表明,粒子的形状不同尺寸的催化性能的影响。

“当你把一个球,你减少它越来越小的大小,你会得到更多的不规则特征——平表面,边缘和角落,”彼得森在一份声明中说。“我们能够找出是最活跃的网站转换为二氧化碳到公司网站的优势,同时兼营网站主要是给副产品,是氢。所以当你缩小这些粒子下来,你会到达一个点,你开始优化活动,因为你有大量的这些优势网站但仍低数量的这些角落网站。但是如果你去得过小,边缘开始萎缩,留给你的只是角落。”

现在,他们理解的确切部位活跃的催化剂,研究人员正在进一步优化粒子。还有很大的改进空间,”Peterson说。我们正在研究新的粒子,这些活性中心最大化。”

研究者认为这些发现可能是一个重要的新途径来回收二氧化碳以商业规模。

因为我们使用的纳米粒子,我们使用的是少了很多黄金比散装的金属催化剂,”太阳说。这降低了成本,使这样一个催化剂,使潜在的规模。”

这项工作是由美国国家科学基金会的棕色耶鲁大学化学创新中心(CCI),寻找方法来使用二氧化碳作为原料用于大规模商品化学品可持续。

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