0 53 vizualizări Dalito.sk/Schema de divizare a oxigenului la temperatura camerei Imagine: Jaroslav Heyrovsky Institute of Physical Chemistry AS CR

oamenii

Acțiune

Până în prezent, nu a existat nicio modalitate de a utiliza metanul în producția chimică, astfel încât să se răsplătească economic. Cu toate acestea, o echipă de oameni de știință cehi a rescris istoria chimiei fizice. Dalito.sk a fost informat despre acest lucru de către purtătorul de cuvânt al Academiei de Științe din Republica Cehă Markéta Růžičková.

O echipă de oameni de știință de la Institutul de chimie fizică J. Heyrovsky al Academiei de Științe din Republica Cehă a creat și a descris noi centre unice de reacție care pot activa oxigenul într-un mod necunoscut până acum - pentru a-l împărți. Și apoi folosiți-l pentru a oxida metanul la metanol. Zeolitul joacă un rol crucial aici.

„Zeolitul este pur și simplu un cuarț perforat și unicitatea sa constă în faptul că atomii de siliciu și oxigen formează o structură interconectată de canale și cavități în care se pot încadra molecule mai mici. Atunci când centrele de reacție sunt prezente în canale, zeoliții devin un material ideal pentru utilizare în cataliză ”, explică el. Jiří Dědeček, șeful echipei științifice de la Institutul de chimie fizică J. Heyrovsky al ASCR.

Împreună cu Edyta Tabor și Štěpán Sklenák, el este intens implicat în utilizarea zeoliților pentru cataliza reacțiilor redox. Și una dintre ele este conversia metanului în metanol. Datorită reactivității scăzute a metanului, acesta este în prezent una dintre cele mai mari provocări în domeniul catalizei eterogene și atrage o atenție imensă.

De ce este important și dificil să obții metanol

Metanolul oferă o utilizare foarte largă ca materie primă pentru producția chimică sau ca combustibil alternativ. Cu toate acestea, obținerea acestuia din metan nu a fost până acum avantajoasă. Metanul este componenta principală a gazelor naturale și, prin urmare, este ieftin și ușor de utilizat. Din păcate, este încă folosit în principal ca combustibil. În plus, transportul și depozitarea gazului este mult mai complicat decât în ​​cazul petrolului.

Conversia metanului în produse lichide și utilizarea acestuia în producția chimică sunt posibile până acum numai prin procese indirecte, energetice, din punct de vedere tehnologic și economic foarte solicitante. Prețul final al produsului final, de ex. metanolul este atunci in general inacceptabil.

Cu toate acestea, echipa lui Jiří Dědeček a descoperit un catalizator în zeolit ​​care poate transforma metanul direct în metanol folosind oxigen molecular cu o eficiență satisfăcătoare. „Oxidarea directă a metanului în metanol de către oxigenul molecular este o modalitate de a reduce semnificativ costul producției de metanol și ne aduce mai aproape de obținerea de tehnologii pentru producerea de combustibili mai ieftini, precum și de multe alte produse utilizabile industrial”, spune Jiří Dědeček.

Temperatura camerei este suficientă, aburul nu este necesar

Activarea oxigenului - clivajul acestuia - este asigurată de doi cationi ai metalului de tranziție (de exemplu, fier) ​​unul față de celălalt, dar semnificativ mai departe decât în ​​enzime (la o distanță de aproximativ 7 zece milionimi de milimetru). Împreună, pot rupe o moleculă de oxigen, chiar și la temperatura camerei. Acest sistem unic a fost utilizat cu succes pentru a crea sisteme de oxidare a metanului în metanol ca o posibilă bază pentru tehnologia metanului.

Jiří Dědeček, Edyta Tabor și Štěpán Sklenák au primit premiul Česká hlava în categoria Invenție pentru crearea și descrierea structurii și reactivității noilor tipuri unice de centre de reacție cationice ale metalelor de tranziție într-o matrice de zeolit ​​și utilizarea lor în oxidare de metan la metanol.

„Pe lângă capacitatea de a diviza oxigenul molecular și de a oxida metanul până la metanol chiar și la temperatura camerei, noua metodă are o altă proprietate unică”, subliniază Jiří Dědeček.

„Metanolul format prin oxidarea metanului este eliberat spontan în faza gazoasă la temperatura camerei. Acesta este un avantaj foarte semnificativ față de alți catalizatori capabili să oxideze selectiv metanul cu oxigen molecular, unde este, de asemenea, necesar să se aplice vapori de apă pentru a elibera metanol. Acest lucru duce apoi la distrugerea centrelor active și, ca rezultat, la activitatea lor scăzută, deoarece acestea sunt inutilizabile în practică ", adaugă Jiří Dědeček.