超高效催化剂:用肮脏的旧食用油制造生物柴油变得更容易了

高效催化剂

海绵状催化剂可以改变生物柴油生产和化学制造。图片显示了在研究中制作的多孔陶瓷海绵(放大了2万倍)。信贷:皇家墨尔本理工大学

新的超高效催化剂可以将旧食品再循环到生物柴油中并将食物碎片变成高价值复合物分子。

研究人员制定了一种强大,低成本的方法,用于将食油和农业废物用入生物柴油,将食物废料和塑料垃圾转化为高价值产品。

该方法利用了一种新型的超高效催化剂,可以从不同的、不纯的原料中生产低碳生物柴油和其他有价值的复杂分子。

废物烹饪油目前必须通过能量 - 密集的清洁过程来用于生物柴油,因为商业生产方法只能处理1-2%污染物的纯原料。

这种新型催化剂非常坚硬,可以用污染物含量高达50%的低级原料生产生物柴油。

它是如此的高效率也可能制造工艺转化豆腐渣样的食物残渣,塑料微粒,并为用于制造从药品和化肥,以生物可降解包装什么高价值的化学前体旧轮胎的生产力加倍。

像海绵状催化剂

显示催化剂如何在单个催化剂颗粒内序列进行多种化学反应的图形例子,其中分子通过大孔(Macropore)进入海绵,然后进入较小的孔(中孔)。信贷:皇家墨尔本理工大学

催化剂设计据报道,在吕特大学领导的国际合作中,发表在新的研究中催化性质

联合首席研究员、皇家墨尔本理工大学的Adam Lee教授说,传统的催化剂技术依赖于高纯度的原料,需要昂贵的工程解决方案来弥补其低效率。

“现代生活的质量依赖于复杂的分子,以维持我们的健康,并提供营养食品,清洁水和廉价能源,”李说。

“这些分子目前通过不可持续的化学方法生产,污染大气,土壤和水道。

“我们的新催化剂可以帮助我们获得通常浪费的资源的全部价值 - 从腐败的腐败用食用油和蔬菜剥离 - 促进循环经济。

“通过极大地提升效率,它们可以帮助我们显着降低化学制造业的环境污染,并使我们更接近绿色化学革命。”yabovip2021

催化剂海绵:推进绿色化学yabovip2021

为了制造这种新型高效催化剂,研究小组制作了微米大小的陶瓷海绵(比人的头发薄100倍),多孔性强,含有不同的特殊活性成分。

分子最初通过大孔进入海绵,在那里它们经历第一次化学反应,然后进入较小的孔,在那里它们经历第二次反应。

这是首次开发出一种可以在单个催化剂颗粒中进行多个化学反应的多功能催化剂,它可能会改变价值340亿美元的全球催化剂市场的游戏规则。

联合主导调查仪Karen Wilson教授,也来自RMIT,表示,新的催化剂设计模仿了人体细胞中的酶协调的复杂化学反应。

“先前已经开发出的催化剂,可以进行多种同时反应,但这些方法对化学提供了很少的控制,往往是低效和不可预测的,”威尔逊说。yabovip2021

“我们的生物启发方法着眼于自然界的催化剂——酶——以开发一种强大而精确的方式,以固定的顺序执行多个反应。

“这就像拥有了一条纳米级的化学反应生产线——所有这些都集中在一个微小的、超高效的催化剂颗粒中。”

DIY柴油:支持分布式生物燃料生产

这种海绵状的催化剂生产成本低廉,不使用贵金属。

用这些催化剂从农业废料中制造低碳生物柴油只需要一个大容器,稍微加热和搅拌。

这是一种低技术,低成本的方法,可以推进分布式生物燃料生产,减少对化石燃料衍生的柴油的依赖。

威尔逊说:“这在发展中国家尤其重要,因为柴油是家庭发电机的主要燃料。”

“如果我们能够赋予农民直接从米糠,腰果和蓖麻壳等农业废物生产生物柴油,在自己的土地上,这将有助于解决能源贫困和碳排放的关键问题。”

虽然新的催化剂可以立即用于生物柴油生产,但随着进一步的开发,它们可以很容易地根据需要,从农业和林业废物、旧橡胶轮胎,甚至藻类中生产航空燃料。

RMIT科学学院研究小组的下一步是将催化剂的制造从克增加到公斤,并采用3D打印技术来加速商业化。

“我们还希望扩大化学反应的范围,包括光和电激活的尖端技术,如人工光合作用和燃料电池,”李说。

“而且我们希望与潜在的商业伙伴合作,为不同的应用程序创建一系列市售催化剂。”

参考:“空间正交的分层多孔作者:Mark A. Isaacs, Christopher M. A. Parlett, Neil Robinson, Lee J. Durndell, Jinesh C. Manayil, Simon K. Beaumont, Shan Jiang, Nicole S. Hondow, Alexander C. Lamb, Deshetti jampaaiah, Michael L. Johns, Karen Wilson and Adam F. Lee催化性质
DOI:10.1038 / S41929-020-00526-5

通过澳大利亚研究委员会(发现,联系,工业转型培训中心)的资金支持该研究。

该研究由曼彻斯特大学,西澳大利亚大学,普利茅斯大学,阿斯顿大学,达尔姆大学大学和利兹大学,曼彻斯特大学伦敦大学伦敦大学学院合作。

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