Губка-Like Аэрогель впитывает Hg, отделяет H ^ 2 югу ^ и улучшает HDS
Северо-западный университет Химики разработали хрупкий, лиофилизированные, бисквитов, как материал, который может удалить ртуть из загрязненной воды, легко отдельных водород от других газов, а также более эффективные гидрообессеривания (HDS) катализатора, чем используемые в настоящее время один тянуть серы из сырой нефти.
Материал нового класса chalcogels - случайные сетей металла и атомов серы с очень высокой поверхностей обнаружили лишь несколько лет назад в Северо-Западном. Новые chalcogel изготовлен из общих элементов, стабильность при контакте с воздухом или водой, и может быть использован в виде порошка.
Меркури Г. Kanatzidis, профессор химии в Северо-Западном 'ы Вайнберга колледж искусств и наук, докторант Santanu мешок сделать их катализатором методом отличается от обычных катализаторов.
Северо-западный материал является аэрогеля из кобальта, никеля, молибдена и серы (в номинальном стехиометрии в Комос югу ^ 4 ^ ^ и NiMoS югу 4 ^), что является лиофилизированной для производства губок, как материал с очень высокой поверхностной области . (Один кубический сантиметр имеет приблизительно 10000 H ^ 2 ^ к югу от площади, или около половины площади футбольного поля.) Этот большую площадь поверхности и устойчивость материала под каталитических условиях несут ответственность за высокой, chalcogel в области устойчивого деятельности.
Исследователи показали, что новый chalcogel впитывает токсичные тяжелые металлы из загрязненной воды лучше, чем другие материалы. Chalcogel удалено около 99% ртути в воде, содержащей несколько частей на миллион загрязняющего вещества. Меркурий имеет сродство для связывания серы и chalcogel содержит много атомов серы, которые служат в качестве обязательного сайтов.
Два года назад, и сумка Kanatzidis сообщили chalcogel, которые могли бы удалить ртуть из жидкости, но, что содержащиеся chalcogel дорогой платины. Новый материал содержит только недорогие элементы, кобальта и никеля, занимая место платины. Кобальта и никеля связи через атомов серы thiomolybdate анионов для создания трехмерных пористых сети.
"Нам удалось сделать что-то очень сложно: устранение платины и только с помощью обычных материалов для создания гель", говорит Kanatzidis. "Мы обнаружили необходимые условия, чтобы получить свойства, которые мы хотели. Ключа изменения растворителя из воды формамида. Важно, чтобы стабилизировать гель. Если стабильного геля не может служить не может быть высоких поверхности или пористого материала получается".
Гидрообессеривания является широко используемым, оптимизированный каталитический процесс, который удаляет серы из природного газа и продуктов переработки нефти, таких как бензин, дизельное топливо и топливо для реактивных двигателей. Это самый крупный масштаб каталитической реакции. Ученые пытаются улучшить HDS, но не добилась значительного прогресса - многие считают его оптимизировать уже. Северо-западные исследователи, в сотрудничестве с коллегами из Western Washington Univ., А также сообщают, что их катализатором в два раза так активно, как обычных катализаторов HDS, даже если она состоит из тех же элементов.
"Я был удивлен, впечатляющие деятельности нашего катализатора, учитывая то, как трудно было улучшить HDS, говорит Kanatzidis. "В принципе, наш катализатор процесса и может обессеривать в два раза больше нефти, как такое же количество обычных катализаторов. Настоящее время мы проводим исследования, чтобы увидеть, как катализатор работает в более коммерческих условиях".
Помимо того, что губки ртути и лучше HDS катализатора, chalcogel также очень эффективно для сепарации газа. Исследователи показали, что материал легко удаляет двуокись углерода из водорода, приложения, которые могут быть полезны в водородной экономики. Это первое исследование опубликовано в докладе chalcogels используются для катализа и газовой службы.
Сепарации газа процесс использует мягкие атомов серы поверхности chalcogel в вместе с очень высокой поверхности. Эти атомы взаимодействуют с другими мягкими движущихся молекул, замедляя их вниз, как они проходят до конца. Водород, самый маленький элемент, твердый молекулы - это быстро переводы через то время как мягкие молекулы углекислого газа займет больше времени.
