1. Газификация биомассы для получения синтез-газа и пиролиз биомассы для производства биомасла
Новый катализатор - наноразмерный NiO, нанесённый на матрицу γ-Al2O3 толщиной 3 мм (Johnson Mathey Company) - снижает значительно содержание смол и увеличивает эффективность их удаления до 99%; значительное увеличение выхода газа; увеличение в составе синтез-газа легких фракций из H2 и CO, в то время как количество более тяжелых фракций СН4 и CO уменьшается, тем самым повышается качество синтез-газа.
2. Производство биодизеля из отходов растительного масла
Процесс: этерификация жирных кислот (СЖК) и переэтерификация триглицеридов в биодизельное топливо в одном реакторе. Катализатор: твёрдые кислоты Al0,9H0,3 PW12O40 в виде нанотрубок дают 96% биодизельного топлива из отходов растительного масла по сравнению с 42,6% с использованием обычного H3 PW12 O40 катализатора.
3. Поизводство «зелёного» дизельного топлива с использованием синтеза Фишера-Тропша (ФСТ)
Процесс: улучшение ФСТ технологии производства высокомолекулярного воска, с последующим гидрокрекингом, для получения жидкого топлива. Повышение эффективности использования остатков от угледобычи и реакторов с неподвижным слоем, используемых в ФСТ технологии.
Катализатор: наноразмерный порошок Fe и Co (10-50 нм) используются в качестве катализаторов для этого процесса в суспензионных реакторах. Его получают химическим осаждением паров с использованием термоплазмы (TPCVD) и методами распыления кластера.
4. Производство водорода путем паровой конверсии этанола на наноструктурированных катализаторах индия
Процесс: использование мезопористых В2O3 / KIT-6 катализаторов даёт высокое качество производства из этиловым спирта даже при низких температурах и получают низкую концентрацию примеси СО в сравнении с другими катализаторами.
Катализатор: Мезопористый В2O3 с размером частиц 2-3 нм и площадью поверхности 107 м 2 / г до 173 м 2 / г
5. Гидрообессеривание дизельного топлива
Процесс: гидрообессеривания дибензотиофена улучшилось на 20% с использованием SDM NiMo / Al-HMS нанокатализаторов при 330 ° C, по сравнению с предыдущими катализаторами.
Катализатор: синтез новых NiMo / Al шестиугольных, мезопористых, нанокомпозитных катализаторов происходит сверхкритическим методом осаждения.
6. Ядро и оболочка нанокатализаторов для топливных элементов
Процесс: реакции восстановления кислорода, которая происходит на катоде топливного элемента, производит в качестве единственного отхода воду, но именно на катоде теряется до 40 процентов производительности топливного элемента. А платина, на которой остановили свой выбор ученые, не только является дорогостоящим материалом, но и под действием химической реакции со временем разрушается. Конструкция ядро-оболочка из наночастиц призвана решить обе эти проблемы.
Из палладия (Pd) команда ученых создала ядро толщиной в пять нанометров и облекла его в оболочку, состоящую из сплава железа и платины (FePt) в соотношении 7 к 3 (т.е. в сплаве содержится всего 30 процентов платины). Весь фокус состоял с том, чтобы оболочка могла сохранять свою форму и имела в своем составе меньшее количество платины для эффективного осуществления реакции.
После ряда лабораторных испытаний выяснилось, что новый катализатор генерирует в 12 раз больше тока, чем существующие катализаторы того же веса. Кроме того, на протяжении 10 000 циклов выработка оставалась практически неизменной - это по крайней мере в 10 раз больше, чем у действующих моделей катализаторов, которые начинают разрушаться уже после 1000 циклов.
Катализатор: Pd толщиной 5 мм в оболочке FePt.
Заключение
Катализаторы являются важнейшей частью современной химической промышленности и используются в огромном количестве химических процессов во всем мире. Учёные и исследователи постоянно стараются улучшить производительность и срок службы катализаторов, потому что развитие химического производства напрямую зависит от их качества.
Наноматериалы в катализе предлагают совершенно новый массив параметров, которые ученые могут изменять, чтобы найти идеальный катализатор. Поскольку это исследование продолжается, мы будем понимать все больше и больше о том, как ведут себя катализаторы на наноуровне, и мы будем в состоянии синтезировать химические вещества все более и более эффективно.
Список литературы
."Nanocatalysis: More than speed" - Gellman & Shukla, Nature Materials, 2009
."Catalysis: Induvidual nanoparticles in action" - B.C. Gates, Nature Nanotechnology, 2008
."Green Chemistry by Nano-Catalysis" - Polshettiwar & Varma, Green Chem., 2010.
1.