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这种光学燃料可以取代石油燃料成为汽车的代用

文章作者:必威-仪器仪表 上传时间:2019-09-12

传统的生物柴油生产过程一般是利用酒精把催化剂溶解后,放入盛有植物油的大容器内搅拌约两个小时,经过12至24小时的化学反应后,会生成生物柴油及副产品甘油。甘油可以供制造其它产品如肥皂使用,但生物柴油中含有的剩余催化剂需要加入酸进行中和并去除,既费时又费钱。这种新型装置省去了搅拌及反应过程,几乎可以立刻制备。科学家目前还在研究如何省去催化剂。

最新研究首次把纳米弹簧作为微型反应器,在其中固定了酶。研究人员用一种新方法,把生物酶附在二氧化硅制成的纳米弹簧上。在某种程度上,这个纳米弹簧本身就是生物催化剂。该研究主要人员之一、俄勒冈州立大学化学工程系研究生卡尔·斯格尔科说,把生物分子和纳米弹簧结合在一起,是一种高效环保的方式,可广泛应用于多种传感器、微型反应器以及其他制造业领域。比如可用它们来制造生化传感器,迅速和有毒物质发生反应,其效率远远超过其他方式。

北京时间10月2日消息,据国外媒体报道,美国堪萨斯州立大学科学家近日研制出一种光学燃料,这种光学燃料可以取代石油燃料成为汽车的代用燃料。

生物燃料技术将可提供可持续的运输燃料供应

瑞士鲍尔-希尔内(Paul Scherrer)研究所和苏黎世联邦理工大学在德国早先技术的基础上,在实验室成功研制一种微型化学反应器,用这种反应器未来人们能更环保和更经济地生产汽油和柴油。反应器由仅仅几个纳米大小的沸石晶体构成,研究人员改变晶体结构,经过两个步骤就能生产出燃料。 用工业的方法生产燃料早已有之。早在1925年,德国化学家弗朗茨-菲舍和汉斯-托普西开发出一种利用合成气体一氧化碳和氢气,生产碳氢化合物,如汽油和柴油。原先人们希望由德国富有的煤炭制备合成气体,后来主要是天然气作为原料,但是木材、污泥或者作物秸秆在未来将代替这种功能。 这种菲舍-托普西(Fischer-Tropsch)方法在工业上早已试验过,其生产燃料的成本比传统的由石油生产燃料贵很多。如果能制造一种承担若干必要的转换步骤的多功能反应器,则这种方法的成本会下降很多。但是目前每一个转换步骤需要一个独立的反应器,这样无疑推高了制造成本。 现在新开发的纳米反应器只需执行菲舍-托普西(Fischer-Tropsch)方法的两个步骤,每个步骤必需一个独立的反应器。第一个反应器承担第一个步骤,将合成气体转化为各种碳氢化合物,其中也有汽油的成分。第一步也生产了不受欢迎的长链碳氢化合物,这种长链碳氢化合物也存在于燃油中。为了在终端产品中提高较高价值的短链的碳氢化合物成分,因此有必要实施第二步骤,即裂解。在裂解中不受欢迎的长链分子将分解为短链分子。在新的纳米反应器中,这是重要的一步。 制造这种纳米反应器,科学家使用了沸石的纳米晶体。沸石的晶体结构具有很多相同大小的气孔,这些气孔提供了发生化学反应的表面,并提高反应器的效率。因为所有气孔几乎一样大小,沸石反应器可以像筛子一样工作。统一的气孔尺寸将产品种类限制在一种能通过气孔的分子水平。 这种新型纳米反应器能够完成菲舍-托普西(Fischer-Tropsch)方法的两个步骤,还不是归功于沸石的自然特性,而是在实验室的改变。科学家用腐蚀剂对沸石晶体蚀刻穿孔,并将钴纳米颗粒放进这些空洞中,这些钴颗粒在工业上用着催化剂,在菲舍-托普西方法中也用着催化剂,有利于第一步转化过程。在裂解过程中,纳米反应器也借助于这种化学处理,即溶剂在沸石的气孔中造出一些进行化学反应的地方,这些地方将长链碳氢化合物催化分解为短链的对应物质,也就是裂解。

俄勒冈州立大学俄勒冈纳米科学与微技术研究所制成的这种微型装置,是一种只有银行卡大小的化学反应器。当植物油和酒精通过它上面像头发丝粗细的管道后,就能直接转换为生物柴油。

关键字:纳米弹簧 生物传感器

美科学家研制光学燃料或可取代石油燃料

2011-05-31来源:国际能源网

世界上的化学家、化学工程师和合成生物学家都已在努力应对开发生物燃料的技术挑战,并将在未来数十年内为补充和替代石油衍生的燃料而尽力。世界每一家主要的化学和石化公司都在声称要在生物燃料商业化的比赛中争一高低。

生物燃料可以有多个起始原料,包括糖类、淀粉、植物油、再生纸和纸板,以及粗生物质,它们可通过生物或化学方法,或两者方法进行加工。无论那一种方法取胜,这些竞争性技术的通用性均可确保公司取得盈利,并且通过消除对进口石油的依赖而保证能源安全,以及减少温室气体排放而保证气候安全,这是一个重要的使命。

化学方法:水相化学反应

化学方法提供了较广阔的平台,从这一平台来运作,可在化学上调控碳水化合物,而不是将糖类进行发酵,从而可制取醇类、酯类和呋喃,从单一的出发点可制取不同类型的运输燃料。

化学方法制取生物燃料的主要途径之一是水相化学反应。例如美国Mascal公司的研究组开发了一种双相酸/溶剂反应器,可在一个单一步骤中,从纤维素原料制取取代的呋喃,这单一步骤无需先进行预处理或将生物质进行分解,通常是溶液相化学所需的步骤。研究人员使用盐酸溶液来消化纤维素起始原料,用二氯乙烷连续地萃取反应混合物,以获得取代的呋喃5

  • 糠醛,这是一种生物燃料中间体。

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