با یک نانوکاتالیست جدید، تجزیه متان ارزان‌تر و ساده‌تر صورت می‌گیرد
تاریخ انتشار: ۱ مهر ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۸۷۳۸۷۴۹
پژوهشگران بریتانیایی، فتوکاتالیستی ساختند که می‌تواند تبدیل متان به C ۲ را به‌صورت انتخاب‌پذیرتر و با کارایی بالاتر انجام دهد.
به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، پژوهشگران بریتانیایی، فتوکاتالیستی ساختند که می‌تواند تبدیل متان به C ۲ را به‌صورت انتخاب‌پذیرتر و با کارایی بالاتر انجام دهد.
متان روی زمین بسیار فراوان است، اما انتشارآن در اتمسفر به افزایش دما و تغییرات آب و هوا کمک می‌کند.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
این راهبرد‌ها شامل روش‌های مبتنی بر کاتالیزور برای تسریع اتصال اکسیداتیو متان به مواد حاوی کربن دیاتومیک گاز سبز (C ۲) است. با این حال، این واکنش به‌طور معمول به شرایط نامطلوب ترموکاتالیست‌ها، نیاز به شرایط محیطی شدید و چالش برانگیز دارد، متکی است.
محققان دانشگاه کالج لندن و دانشگاه لیورپول به تازگی فتوکاتالیست جدیدی ایجاد کرده‌اند که می‌تواند اتصال اکسیداتیو متان را پیش ببرد. این فتوکاتالیست، که جزئیات ساخت آن در نشریه Nature Energy منتشر شده است، براساس دی اکسید تیتانیوم (TIO ۲) و نانوذرات طلا (AU) است.
چائولی و همکارانشان در این مقاله نوشتند: «جفت شدن اکسیداتیو فوتوکاتالیستی متان (OCM) مولکول‌های C ۲ را تولید می‌کند که می‌تواند به‌عنوان بلوک‌های ساختمانی برای سنتز سوخت‌ها و مواد شیمیایی استفاده شود. با این حال، میزان عملکرد و انتخاب محصولات C ۲ به دلیل ماهیت پایدار مولکول‌های متان هنوز هم در حد متوسط است.»
محققان با استفاده از روش پراکندگی سریع، اقدام به بارگذاری نانوکلاستر‌های طلا روی TiO ۲ نمودند و فوتوکاتالیست جدید امیدوار کننده خود را تولید می‌کردند. در آزمون‌های اولیه، به نظر می‌رسد که یک نمونه بهینه شده از فوتوکاتالیست آنها بسیار خوب عمل می‌کند و متان را با سرعت بالا و بدون نیاز به شرایط واکنش شدید به C ۲ تبدیل می‌کند.
زیی لی از محققان این پروژه می‌گوید: ما با استفاده از رویکرد کندوپاش، فتوکاتالیست TIO ۲ حاوی نانوذرات طلا را ساختیم. این فتوکاتالیست به نرخ تبدیل متان بالا از ۱/۱ میلی‌مول بر ساعت، انتخاب‌پذیری در حد ۹۰ درصد برای C ۲ و راندمان کوانتومی ظاهری ۶/۰ ± ۳/۱۰ درصد رسید. نانوذرات طلا طول عمر فوتوالکترون TiO ۲ را با ضریب ۶۶ برای O ۲ طولانی می‌کند.
فوتوکاتالیست پیشنهادی این گروه، AU ۶۰ S/TIO ۲، از بسیاری از کاتالیزور‌هایی که قبلاً گزارش شده، از نظر پایداری، میزان تبدیل متان و عملکرد C ۲ فراتر رفته است.
منبع: خبرگزاری دانشجو
کلیدواژه: کاتالیست آب و هوا مواد شیمیایی تبدیل متان
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت snn.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری دانشجو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۸۷۳۸۷۴۹ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
ساخت پلاستیک زنده‌ای که خود را تخریب می‌کند
به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینیرینگ، آلودگی پلاستیکی تهدید بزرگی برای محیط زیست و حیات وحش محسوب می‌شود. همانطور که تلاش می‌کنیم مشکل را بهتر درک کرده و برای کاهش وابستگی خود به پلاستیک راه حل‌هایی بیابیم، دانشمندان نیز در حال مقابله با این ماده در ابتدایی‌ترین ساختار آن هستند.
اکنون گروهی از پژوهشگران به سرپرستی محققان دانشکده مهندسی و تحقیقات مواد دانشگاه سن دیگو (MRSEC) با موفقیت پلاستیک زنده‌ای را مهندسی کردند که قابلیت کمپوست شدن دارد.
پلی اورتان ترموپلاستیک، به عنوان یک نوع پلاستیک، جای پای محکمی در زندگی روزمره ما دارد. از نظر تجاری، صنایع از آن در تولید کفش، پادری ها، کوسن‌ها و فوم حافظه دار استفاده می‌کنند.
این دانشمندان می‌گویند: زمانی که این پلاستیک با هاگ باکتری از نوع «باسیلوس سابتلیس» پر شد، دیدیم وقتی پلی اورتان در پایان چرخه زندگی خود در معرض مواد مغذی موجود در کمپوست قرار می‌گیرد، شروع به تجزیه می‌کند. این خاصیت ذاتی این باکتری‌ها است.
برخی از باکتری‌ها قادر به ایجاد هاگ هستند، هاگ یا اسپور مرحله استراحت مقاومت در باکتری‌ها است. هاگ‌ها می‌توانند در شرایط نامساعد که باکتری‌ها قادر به تحمل آن نیستند، مانند حرارت، سرما، خشکی، مواد شیمیایی، تشعشعات و ... زنده بمانند. هر باکتری فقط یک هاگ می‌سازد و از هر هاگ یک باکتری بوجود می‌آید. هاگ ممکن است کروی یا بیضی باشد و اندازه آن بین ۴ تا ۲ میکرون است.
آنها در این پژوهش، توانایی سویه‌های محدودی از باکتری‌ها را در استفاده از پلی اورتان ترموپلاستیک‌ها به عنوان تنها منبع کربن مورد ارزیابی قرار داده و سپس منبعی که بهترین رشد را داشت برگزیدند.
مهندسی پلاستیک زیست تخریب پذیر
محققان هاگ‌های باکتری و گلوله‌های پلاستیکی را در یک اکسترودر پلاستیکی ریختند و آنها را در دمای ۱۳۵ درجه سانتیگراد مخلوط کردند. سپس نوار‌های پلاستیکی معمولی از آن ساختند.
هاگ‌ها به عنوان یک حالت خفته باکتری و به دلیل برخورداری از یک سپر محافظتی، می‌توانند در شرایط سخت مقاومت کنند، با این حال، این محققان یک قدم فراتر رفتند تا آنها را به گونه‌ای مهندسی کنند که در برابر دما‌های بالا انعطاف پذیر و مقاوم باشند.
این شیوه که تکامل آزمایشگاهی تطبیقی نام دارد شامل رشد هاگ ها، قرار دادن شان در دمای زیاد برای دوره‌های زمانی طولانی و امکان جهش طبیعی برای آنها می‌شود.
دانشمندان پس از تکرار چندین باره این فرآیند، با موفقیت گونه کاملی از این هاگ‌های باکتریایی را زیست مهندسی کردند. وقتی این هاگ‌ها دوباره در محیط کشت فعال می‌شوند، شروع به تجزیه پلاستیک می‌کنند.
بیدار شدن هاگ‌ها در محیط کمپوست
آنها این پلاستیک زیست تخریب پذیر را در «محیط‌های کمپوست فعال و استریل میکروبی» تحت شرایط ایده آل ۳۷ درجه سانتیگراد با رطوبت ۴۴ تا ۵۵ درصد آزمایش کردند. هاگ‌ها در داخل این نوار‌های پلاستیکی دوباره جوانه زدند و ظرف پنج ماه ۹۰ درصد پلاستیک را تجزیه کردند.
اگر صنعت پلاستیک بخواهد به استفاده از پلاستیک ادامه دهد و اگر وابستگی ما به این مواد همین قدر زیاد باقی بماند، با تولید پلاستیک زیست تخریب پذیر می‌توان ضایعات را در مدت زمان بسیار کوتاهی از بین برد.
مجریان این طرح می‌گویند: آنچه قابل توجه است این است که این ماده جدید حتی بدون حضور میکروب‌های اضافی تجزیه می‌شود و بیشتر این پلاستیک‌ها احتمالا کارشان به محیط‌های کمپوست غنی از میکروب‌ها نخواهید کشید؛ بنابراین این توانایی خود تخریبی در محیطی عاری از میکروب باعث می‌شود فناوری ما همه کاره‌تر شود. این پلاستیک حتی برای تجزیه زیستی به شرایط مطلوب نیاز ندارد.
نتایج این تحقیقات در نشریه Nature Communications منتشر شده است.
انتهای پیام/
تداوم بارندگی‌ها در کشور / دمای هوا در بعضی مناطق کاهش می‌یابد