Uma nova maneira de ver as reações catalíticas nos níveis moleculares em tempo real pode levar a um melhor entendimento básico e planejamento de reações importantes usadas em inúmeros processos de produção todos os dias.
Uma equipe de pesquisadores da Universidade Estadual de Washington e do Laboratório Noroeste do Noroeste do Pacífico (PNL) usou uma nova técnica de sondagem para ver a superfície do ferro, pois entrou em contato com o Oxygen para descobrir que um catalisador fez um trabalho melhor que o outro. O trabalho foi relatado na revista, Química aplicadaPode encerrar as reações dos engenheiros para melhorar as reações e desenvolver novos catalisadores que não dependem do metal da Terra Cara e Rara para criar muitos produtos diários.
“Basicamente, a técnica desta próxima geração nos permite ver reações em tempo real, estando quimicamente cientes do que está acontecendo”, Jean-Sabin McNews, Jean e Linda Alolands School of Chemical Engineering e Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-Bio-BiO
Para muitas reações usadas para fabricar produtos diários, medicamentos, plástico, produtos químicos e combustível, a indústria depende principalmente da experiência passada e da prática reconhecida, McWeen, que está em uma nomeação conjunta na PNL. Processos de catalisador, produtos diários da produção de produtos são complicados e fracos em muitos casos e os pesquisadores geralmente projetam catalisadores com entendimento limitado de seus processos subjacentes.
“Estamos tentando desenvolver algum entendimento fundamental e básico que nos ajude a restringir a engenharia desses materiais ou sistemas de uma maneira mais eficaz”, disse Daniel Periya, co-autores e cientista da PNL. “Queremos apenas criar novos tipos de produtos químicos com mais eficiência do que os modos de ‘cozinheira e aparência'”.
O ferro é um ingrediente particularmente importante que pode ser usado na indústria para converter bio-óleo de materiais vegetais em combustível de base biológica. É abundante, barato e pode remover com eficiência oxigênio do bio-óleo para produzir biocombustível. No entanto, reage facilmente com oxigênio, causando ferrugem ou ferrugem, o que interrompe a reação. Os pesquisadores descobriram que a aplicação de campos elétricos na superfície do catalisador pode reduzir o vocabulário, cria um ambiente favorável para continuar a reação sem inação.
“Você quer que seja responsivo, mas não muito receptivo, é como se a regra dos Goldilocks – você quer algo exatamente certo”, disse MacWin.
Os pesquisadores são capazes de ver como o ferro é oxidado, que as superfícies cristalinas fizeram o melhor trabalho e como os campos elétricos afetaram a resposta.
“Podemos ver todos os tipos de superfícies que você pode colocar em um único grão de catalisador em tempo real, por isso é muito mais realista ao modelar o que veremos em uma catalisação real”, disse McWore.
Como a própria técnica de sondagem nuclear precisa ser usada no campo elétrico, os pesquisadores perceberam que poderiam usar o campo elétrico para controlar a quantidade de ferrugem que está sendo feita não apenas para imagem, mas também em sua superfície.
“Transformamos a ferramenta em uma máquina para permitir que nossa reação veja a dinâmica”, disse Peria. “Estamos lançados para poder avançar na ciência. Mas, ao mesmo tempo, temos foco em aplicações de engenharia”.
Os cientistas da PNL Stein Lambits e a graduada da WSU Nasha Cardwell e Isaac Onango lideraram o estudo. Este trabalho foi financiado pelo programa Catalyan, Escritório Básico de Ciência da Energia, Departamento de Ciências Químicas, Programas de Pesquisa e Desenvolvimento de Laboratório de Biosoise e Geocenses e PNL Pesquisa e Desenvolvimento do Laboratório no Departamento de Energia dos EUA.