研究人员测试了一项新技术，希望能够取代20世纪初的能源密集型化学工程工艺，他们表示，液态金属可能是人们期待已久的“绿色化”化学工业解决方案。

化学品生产约占温室气体排放总量的10-15%。世界总能源的10%以上也用于化工厂。

《自然纳米技术》上发表的研究结果提供了一项急需的创新，该创新摆脱了由固体材料制成的旧式能源密集型催化剂。该研究由悉尼大学化学与生物分子工程学院院长KouroshKalantar-Zadeh教授以及悉尼大学和新南威尔士大学联合工作的JunmaTang博士领导。

催化剂是一种在不参与反应的情况下使化学反应更快、更容易发生的物质。固体催化剂，通常是固体金属或固体金属化合物，通常用于化学工业中制造塑料、化肥、燃料和原料。

然而，使用固体工艺的化学生产是能源密集型的，需要高达一千摄氏度的温度。

新工艺改为使用液态金属，在这种情况下溶解锡和镍，这赋予它们独特的流动性，使它们能够迁移到液态金属表面并与芥花油等输入分子发生反应。这导致菜籽油分子旋转、破碎和重新组装成更小的有机链，包括​​丙烯，一种对许多行业至关重要的高能燃料。

Kalantar-Zadeh教授表示：“我们的方法为化学工业降低能耗和绿色化学反应提供了无与伦比的可能性。”

Kalantar-Zadeh教授表示：“预计到2050年，化学行业的排放量将占总排放量的20%以上。”“但化学制造比其他行业更不引人注目——范式转变至关重要。”

该流程如何运作

液态金属中的原子比固体中的原子排列更加随机，并且具有更大的运动自由度。这使得它们很容易接触并参与化学反应。卡兰塔-扎德教授说：“理论上，它们可以在低得多的温度下催化化学物质，这意味着它们需要的能量少得多。”

在他们的研究中，作者将高熔点镍和锡溶解在熔点仅为30摄氏度的镓基液态金属中。

“通过将镍溶解在液态镓中，我们在非常低的温度下获得了液态镍，充当‘超级’催化剂。相比之下，固态镍的熔点为1,455°C。同样的效果，但程度较轻，也经历过液态镓中的锡金属，”唐博士说。

金属以原子水平分散在液态金属溶剂中。“因此我们可以获得单原子催化剂。单原子是催化表面积可及性最高的，这为化学工业提供了显着的优势，”化学与生物分子工程学院的高级作者兼DECRA研究员ArifurRa​​him博士说。

研究人员表示，他们的配方还可以通过使用低温过程混合金属来用于其他化学反应。

唐博士说：“它需要如此低的温度来催化，理论上我们甚至可以在厨房里用燃气灶进行催化，但不要在家里尝试。”

版权说明：本站所有作品图文均由用户自行上传分享，仅供网友学习交流。若您的权利被侵害，请联系我们

标签：