一条通向甲醇的电子“高速公路”      

  甲醇是一种无色、透明、易挥发的液体燃料,一直以来都受到工业界的重视。最近,美国耶鲁大学的化学家们开辟了一条新的电子“高速公路”,使得甲醇的制造变得容易很多。

  这一研究在线发表于11月27日的《自然》杂志。它为两项化学任务找到了一种新的解决方案:生产甲醇和从大气中去除二氧化碳。王海亮作为耶鲁大学化学系助理教授及耶鲁大学西校区能源科学研究所成员,领导了此项研究。

  甲醇可用于生产多种产品,例如防冻剂、油漆稀释剂和玻璃清洁剂等。它也被用于生产生物柴油燃料、塑料、胶合板和服装的持久定型等。

  耶鲁大学的研究人员开发了一种利用电力将二氧化碳和水转化为甲醇的催化剂。这是一种被称为非均相分子电催化剂的催化剂类型。之所以说其“非均相”,是因为它是一种在液体电解质中工作的固体催化剂材料,而“分子”指的是催化剂的活性位点是分子结构。

  “新型催化剂独特的结构是这项研究的关键。” 王海亮说。

  他和他的团队将个别分子的酞菁钴(或其衍生物)固定在碳纳米管的表面。碳纳米管是纳米尺寸的石墨烯层。碳纳米管就像一条电子高速公路,快速而连续地将电子输送到催化位点,将二氧化碳转化为甲醇。“这是一个六电子还原过程,”研究人员说,“这意味着六个电子被注入一个二氧化碳分子。”

  在此之前,科学家们实现了一种更为有限的电子传递,即双电子还原过程。它意味着分子催化剂只能将二氧化碳转化为一氧化碳之类的产物。

  王海亮说:“异构化的分子催化剂使得我们团队能够以更好的方式进行新的和已知的化学反应,这就是一个例子。”(计红梅编译)


关键字:甲醇
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