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科学家研究出铁催化剂使氢化作用更环保的技术

导读: 来自麦吉尔大学(McGill University)、日本理化研究所(RIKEN)以及日本分子科学研究所(Institutefor Molecular Science)的研究人员最近发现了一种可使氢化化学工艺更环保、成本更低的方法。

  OFweek节能网讯:来自麦吉尔大学(McGill University)、日本理化研究所(RIKEN)以及日本分子科学研究所(Institutefor Molecular Science)的研究人员最近发现了一种可使氢化化学工艺更环保、成本更低的方法。

  氢化作用是一种广泛用于工业领域的化学工艺,从人造黄油等食品,到石油化工产品和药品等制造过程广泛应用的工艺。该工艺一般会使用钯或铂等重金属来催化化学反应。虽然非常有效,但这些催化剂成本高昂、不可再生且极易受国际市场的价格波动影响。

  再加上由于具有毒性(即使是微量),这些重金属的使用还引发了环境污染和安全隐患。例如,制药公司必须使用成本极高的纯化工艺来限制药品中的重金属元素的残留量。与此相比,铁既不具备那么高的毒性,铁资源也非常丰富。

  以往研究表明,铁纳米粒子可用于刺激氢化反应,但铁有一个明显的弊端,即在有氧条件下或水中容易生锈。生锈后,铁纳米粒子将无法再用作催化剂。这一问题是铁纳米粒子无法用于工业的最大障碍。

  在最近发表的研究成果中,来自上述机构的科学家称其已找到了解决这一局限的方法,可将铁用作包含多达90%水的水-乙醇混合物中的活跃催化剂。这一新方法的关键在于,需直接在包含聚苯乙烯和聚乙二醇的两亲聚合物基质中生成微粒。聚合物用作防止铁表面在水中生锈的包膜,同时允许反应物与水进行反应。

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  该创新方法允许研究人员将铁纳米粒子用作流量系统中的催化剂,提高了其取代工业氢化作用中的铂系金属的可能性。

  麦吉尔大学助理教授兼论文共同作者Audrey Moores表示,“我们当前主要工作是进一步了解聚合物如何保护铁表面,同时又允许铁与基质相互作用”。这一研究成果是麦吉尔大学、RIKEN以及日本分子科学研究所三方合作取得的。

  来自RIKEN的Yasuhiro Uozumi教授表示,“我们三方合作取得的这一成果将使工业工艺更具有可持续性;利用同一份少量催化剂材料就可以完成多次化学反应,且该方法使用的是水这种最典型的绿色溶剂”。(译文/Viki)

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