في مرحلة حرجة من " الكربون المزدوج " الهدف ، كيفية تحويل " غازات الدفيئة " CO ₂ إلى قيمة عالية من الميثانول هو موضوع ساخن في مجال البحوث العلمية . في الآونة الأخيرة ، فريق البحث من جامعة تشجيانغ ، جنبا إلى جنب مع منغوليا الداخلية daqingshanlaboratory جاء الخبر السار - النحاس أكسيد الزنك / ملحوظة ₂ ج @ ملحوظة ₂ س ₅ المحفزات التي وضعتها جامعة تشجيانغ ، أداء رائع في شركة ₂ الهدرجة الميثانول ، ليس فقط العائد من الميثانول تصل إلى 247mg / ( GCAT · ح ) ، والانتقائية تصل إلى 74.3 في المائة ، عملية مستمرة من 60 ساعة تقريبا لا تسوس ! هذا الإنجاز يوفر حلا جديدا لإعادة تدوير موارد الكربون .

عندما يتعلق الأمر إلى إنتاج الميثانول من قبل المشارك ₂ الهدرجة ، التقليدية النحاس / الزنك / آل ₂ س ₂ المحفزات يمكن أن ينظر إليه أولا . على الرغم من أن هذا النوع من المواد الحفازة قد استخدمت في البداية ، هناك نوعان من المشاكل القاتلة : أولا ، من السهل تجميع النحاس الجسيمات في درجة حرارة عالية ، من السهل تلبد أكسيد الزنك ، مما يؤدي إلى حياة قصيرة . الثانية ، والميثانول الانتقائية دائما لا يمكن تلبية متطلبات الصناعة .

فريق من الباحثين : " al-o-o-o التقليدية في المحفزات ، مثل المروج ، لديها قدرة محدودة على ترسيخ النحاس والزنك ، والمعادن الناقل التفاعل ( SMSI ) بسهولة overwrapping المواقع النشطة ، ولكن تؤثر على كفاءة الحفاز . " لكسر هذا القيد ، الفريق يركز على mxene ، مادة جديدة من النار في السنوات الأخيرة .

mxene هو نوع من المعادن التي تمر بمرحلة انتقالية / كربيد نتريدات ، الصيغة العامة هي م ₙ ₊ س ₙ ر ₙ حيث م الموقع ( غير المشبعة المعادن التي تمر بمرحلة انتقالية الموقع ) لديه كل من الكربون عالية ونشرها التخفيض من أكاسيد المعادن . ملحوظة ₂ ج mxene ، الذي اختاره الفريق ، أصبح " الأساسية " هيكل عظمي من المحفزات بسبب فريدة من نوعها interlaminar هيكل غير المشبعة ملحوظة الموقع .

اختراق رئيسي في هذه الدراسة هو أن فريق يستخدم بمهارة " الالكترونية المعادن الناقل التفاعل ( EMSI ) بين nb̀ج و النحاس . من خلال الأشعة السينية الضوئية الطيفي ( XPS ) و نظرية الكثافة الوظيفية ( DFT ) الحسابات ، غير المشبعة ملاحظة : الموقع في nb ₂ ج يمكن نقل الإلكترون إلى النحاس الأنواع ، مما يجعل سطح النحاس تصبح " الالكترونية الغنية الدولة " -- وهذا هو بالضبط " مفتاح التشفير " co ₂ التنشيط !

" إلكترون الغنية النحاس سطح يمكن بسهولة ' الاستيلاء على ' co ₂ جزيء ، في حين أن الموقع يمكن أن تعزز أيضا ملاحظة الامتزاز و تفكك h ₂ . . . . . . . " من خلال الحد من درجة الحرارة المبرمجة الهيدروجين ( h ₂ - نظام الحماية المؤقت ) و درجة الحرارة المبرمجة المج ( TPD ) التجارب ، وجدنا أن nb ₂ c@nb ₂ o ₅ ( الأكسدة الجزئية تشكيل nb ₂ c ) ليس فقط الحفاظ على قدرة الامتزاز قوية من h ₂ و co ₂ ، ولكن أيضا من خلال امتصاص قوي من المشارك * ، مما أدى إلى تثبيط فعالية المشارك الامتزاز .

ما هو أكثر من ذلك ، من خلال تنظيم نسبة النحاس : الزنك : ملحوظة ₂ ج ، وجد الفريق أفضل نسبة - 4 : 2 : 10 . وفي الوقت نفسه ، فإن هيكل مستقر النحاس والزنك ملحوظة واجهة تشكلت ، والتي لا تضمن فقط تشتت النحاس النانوية ، ولكن أيضا تعزيز تأثير EMSI ، وتحقيق التوازن بين " النشاط " و " الانتقائية " .

من أجل معرفة بالضبط كيف CÒتتحول إلى الميثانول خطوة بخطوة ، فريق يستخدمطيف الطاقة والتكنولوجياiCAN 5000تحويل فورييه مطيافية الأشعة تحت الحمراءعالية الجهد في الموقع تجربة دريفتس نفذت . " المسار الديناميكي " مفتاح وسيطة تم بنجاح القبض على رد الفعل الحقيقي في 3 ميغاباسكال و 120-240 ℃ . . . . . . .

• في 120 ℃ ، تم الكشف عن إشارات هوكو * ( 1652 سم ⁻ 1540 سم ⁻ 185 ) و ( CO * ( 2077 سم ⁻ 185 ، 2057 سم ⁻ 185 ) ، مما يشير إلى أن أول شركة ̀ تم تحويلها إلى هوكو * ، ثم تفكك في شركة * ؛

في 200 ℃ ح ₃ CO * ( 981cm ⁻ 1051cm ⁻ ¹ ) إشارة معززة ، مما يدل على أن أول أكسيد الكربون * بدأت تتحول إلى الميثانول السلائف .

•240℃ 时，H₃COلم يتم الكشف عن إشارة hcooوقد ثبت أن رد الفعل يتبع مسار " RWGS ( عكس الماء والغاز التحول ) + شركة الهدرجة " بدلا من التقليدية فورمات المسار .

" هذا الاكتشاف يعطي نظرة ثاقبة في مسار رد الفعل من النحاس القائم على المحفزات في الماضي ، ويقدم توجيهات واضحة لمتابعة تصميم المحفزات . " و

أداء مماثل المتداول محفز ، التطبيقات الصناعية في المستقبل القريب

في 240 ℃ و 3 ميغاباسكال ، أداء cu-zno / nb̀c @ nb̀o ₅ محفز يمكن أن يسمى " :

• العائد من الميثانول 247mg / ( GCAT · ح ) ، وهو أعلى بكثير من معظم النحاس القائم على المحفزات التي تم الإبلاغ عنها .

• الميثانول الانتقائية 74.3 في المائة ، مما يحد بشكل فعال من إنتاج المشارك ؛

• في عملية مستمرة لمدة 60 ساعة ، شركة ₂ عملة ، والميثانول الانتقائية العائد تقريبا أي تقلبات ، والاستقرار الهيكلي هو الكامل .

بالمقارنة مع التقليدية النحاس / الزنك / آل ̀ س ̀ المحفزات ، المحفزات الجديدة ليس فقط حل " الحياة قصيرة ، وانخفاض الانتقائية " نقطة الألم ، ولكن أيضا من خلال تعديل mxene المواد ، مما يترك مجالا كبيرا لمتابعة الأداء الأمثل . " في الخطوة التالية ، ونحن نخطط لزيادة تعزيز التفاعل بين النحاس و ملاحظة : الموقع ، واستكشاف خصائص التفاعل تحت ضغط أعلى ، وارتفاع درجة الحرارة ، ودفع إلى الأمام في التطبيقات الصناعية . " و

في هذه الورقة ، استنادا إلى نتائج البحوث ذات الصلة من فريق من جامعة تشجيانغ ، البيانات الأساسية وآلية تحليل النص الأصلي قد تم التحقق منها من خلال التجارب الصارمة .

تحويل فورييه مطيافية الأشعة تحت الحمراء ( FTIR ) المذكورة في هذه الدراسة هو تحويل فورييه مطيافية الأشعة تحت الحمراء

• التداخل : ليزر ثلاثية الأبعاد التي تسيطر عليها التكيف التلقائي عالية السرعة المسح الضوئي وظيفة التحكم الديناميكي إيزاء التداخل المغنطيسى التكنولوجيا لضمان الاستقرار عالية ودقة الكشف على المدى الطويل ، لا انحراف طيفي و التشويه . موثوقية جيدة ، والاستقرار ، ومكافحة التشويش الأداء ؛

• النظام البصري : استخدام الذهب مرآة تعكس تماما ، تعتمد على تجفيف مغلقة تماما سبيكة منصة البصرية هيئة مربع ، مسار الضوء يؤدي إلى الخروج من السكان مجهزة المضادة للانحلال طلاء الأشعة تحت الحمراء يحيل ختم نافذة قطعة ، والاستقرار عالية ، والتجفيف والرطوبة واقية من الأداء . منصة البصرية وعينة بن مصممة بشكل مستقل ، كبيرة جدا عينة بن يمكن توسيع نطاق تطبيق مختلف الأشعة تحت الحمراء التحليل والاختبار .

• كاشف : حساسية عالية dlatgs الالكترونية التبريد - MCT ، النيتروجين السائل التبريد - MCT ، الخ .

• الحالة الصلبة ليزر : أداء مستقر ، خدمة الحياة أكثر من 10 سنوات

• مصدر الضوء : استيراد عالية الأداء ، وحياة طويلة مصدر الضوء ، مصدر الضوء التلقائي وظيفة النوم .