משאבים חדשים משנים את הדרך שבה תעשיות מייצרות חומרים תמיכה זרז. חלופות בר קיימא אלה לעזור להפחית את ההשפעה הסביבתית תוך שמירה על סטנדרטים ביצועים גבוהים. Catalyst תומך - חומרים המספקים בסיס יציב, גבוה-surface-area עבור מינים קטליטיים פעילים - הם חיוניים בייצור כימי, המרת אנרגיה, ושיקום סביבתי.

למה לחדש את המשאבים עבור Catalyst תמיכה?

הכונן להחליף חומרים תומכים זרז קונבנציונליים עם חלופות מתחדשות נובע ממספר יתרונות הקשורים. ראשון, משאבים מתחדשים - כגון ביומסה צמחית, שאריות חקלאיות, biopolymers - הם בשפע וניתן לייצר על פני מספר שנים ולא תקופות גיאולוגיות.זה מפחית תלות בחומרים גאולוגיים סופיים כמו bauxite (עבור alummas) או סיליקון (ל-Laamlica, ייצור שני של לעתים קרובות דורש פחות אנרגיה מתחדשת.

בנוסף, ניתן גם להנדס תמיכה מתחדשת רבים עם נפיחות וכימיה מותאמים, מה שהופך אותם תחרותיים עם אנלוגיות סינתטיות.הם גם להתאים לעקרונות כלכלה מעגלית, שכן התומכות במשרה חלקית יכול להיות מוסגר או מומר לתוך דלקים ביו. היתרונות הקיימות להרחיב את כל מחזור החיים: ממיצוי חומרי גלם לרשותם.

סוגים של משאבים חדשים לתמיכה Catalyst

מגוון רחב של חומרים טבעיים ו bio-derive נחקרו כחומרים עבור זרז תומך.הידוע ביותר כוללים ביומסה תאוזה ולימוזינה, שיוטוסאן, חומרים המבוססים על עמילן, ביברין, ואל הביומסה. כל אחד מציע תכונות מבניות וכימיקליות שונות המתאימים ליישומים קטליטיים שונים.

צלולוז ו- Lignocellulosic Biomass

צלולוז, פולימר אורגני בשפע ביותר על פני כדור הארץ, ניתן לחלץ מעץ, כותנה או שאריות חקלאיות מומר לתוך ⁇ פחמן תומך.התהליך בדרך כלל כרוך חומצה או הידרוליטיזה אנזים כדי לבודד ננופיברים צלולים, ואחריו פחמן על ידי 400-900 מעלות צלזיוס תחת אווירה אינפורמטיבית.

צ'יטוסאן

Chitosan מושגת על ידי deacetylating chitin, פולישבידי נמצא קליפות קרום.זה פולימר ביו-תואמים, ביו-degradable שניתן ליצור לתוך beads, membranes, או aerogels. ⁇ ו הידרוקסיל קבוצות על שרשראות שינטוסאן לספק אתרים מחייב עבור חלקיקים זהב, מה שהופך אותו תמיכה מצוינת עבור מתכות יקרות דלקת פרקים, 000, 000, 000, 000.

חומרים מבוססי Starch

Starch הוא פוליצרי מתחדשים זול שמקורו תירס, תפוחי אדמה או casava. זה יכול להיות מעובד לתוך סוכנים ממושכים חומרים ⁇ או פחמן ישירות להיכנע תמיכה פחמן דו-חמצני. כדורי פחמן מצופים-דריבי עם מזחלות אחידות הפכו לסנתזת טעון ניקל עבור מימן קטליטי.

Biochar from Pyrolysis

ביוכריז מיוצר על ידי חימום ביומסה בהיעדר חמצן (pyrolysis) בטמפרטורות בין 300 ל 700 מעלות צלזיוס. הזינה יכולה להיות שבבי עץ, מנקה, פסולת אורגנית עירונית, או אצות. Biochar יש ⁇ , מבנה עשיר פחמן שניתן להפעיל עוד עם אדים או פחמן דו חמצני כדי להגדיל את השטח שלה מכיל קבוצות פונקציונליות (caryl, hydrox, פחמן-חמצני) כי יכול להיות מופעלת על ידי פחמן דו-חמצני נמוך זרז ייצור פחמן-חמצני.

Lignin

לינין הוא פולימר ארומטי מורכב המהווה 15-30% של ביומסה ליגנולקוסית.זה הוא תוצר לוואי גדול של תעשיית הכפפה והנייר ואת ייצור את האתנול התאורוסי. Lignin יכול להיות מומר לתוך פחמן תומך עם תוכן חנקן גבוה (אם co-carbon עם תרכובות חנקן), אשר מועיל עבור שיתוק מתכת או כמו תנוחות heteromto-דלקתית Activeitis שימשהתבת שלה.

אלגאל ביומסה

מיקרולגה ומאקרולגה מתעוררים כמו הזנות בר קיימא עבור זרז תומך.אלגה יש שיעורי צמיחה גבוהים, לא להתחרות עם גידולי מזון, ויכול להיות מעובד על אדמה לא ניתן למאכל או במים פסולת.הרכב הביוכימי שלהם - עשיר בחלבונים, פחמימות, ושפתיים - לעתים קרובות עבור מסלולים מוקדמים מגוונים. Algae יכול להיות הידרומלי כדי לייצר קבוצות מתכת מבוזרות בשפע (מסוגים) אבל דיפרזה גבוהה יכול לספק כימיקלים עמידים של פחמן (Diatsis)

תהליכי ייצור עבור תמיכה Catalyst Renewable

המרת חומרי גלם מתחדשים לזרז פונקציונלי תומך כרוך במספר שלבים אפשריים, שכל אחד מהם יכול להתאים למגינה הספציפית ולנכסים הסופיים הרצויים.

הפקה וטיהור

הצעד הראשון הוא בידוד המטרה ביופומרי או רכיב מן הביומסה הגולמית. עבור צלולוז, זה כרוך התחדשות באמצעות תהליכי קרקוב או או או אוברסולv להפריד סיבים צלולים.עבור שייטוסאן, צ'יטין מופק מפגזי קרום באמצעות deminization (טיפול נמרץ) ו deproteinization (טיפול alkali), ואחריו deaceation באתרי ניקוי חזקים, עשוי בדרך כלל לשטוף חלבונים רטובים.

שינג ו Structuring

החומר המטוהר חייב להיות נוצר לתוך גיאומטריה המתאימה כורים קטליטיים - כגון pellets, extrudates, תחומים, או מונוליטיות. טכניקות עיצוב משותף כוללים extrusion, ריסוס, ייבוש, הקפאה, אלקטרוסמנטינג. biopolymers יכול להיות מומס על ידי אדפטפטפט או מכוב כדי ליצור רשתות ⁇ , אז הוא לעתים קרובות מעורבב אדום, הוא מוכן או מוקרן על ידי פוליקרן, הוא עשה את החמצן, הוא קודם לכן, הוא מעורבבליק אדום, הוא קודם לכן, הוא לעתים קרובות, הוא מוכן דלקת ריאות, הוא משמש דלקת ריאות.

פיתוח: Rising Area

הפעלת הגוף היא קריטית להשגת שטח פני השטח גבוה ואת מבנה pore המתאים.הפעלה גופנית משתמשת קיטור או CO2 ב 800-1000 מעלות צלזיוס כדי להגזים אטומי פחמן, יצירת מיקרו-פורס.הפעלת כימיקלים כרוכה בהפחתת המבשר עם סוכן הפעלה (למשל, KOH, H3PO4, ZnCl2) לפני פחמן; הסוכן מגיב עם פחמן כדי לייצר פורוזים תוך יצירת חמצן גם קבוצות חומר ספוגות כימיות (למשל, כמו ⁇ ) עם גודל חמצן כימי, כגון אפילציה פיזית, תמיכה אפילציה.

הטמעה עם מתכת קטליטית או קומפלקסים

לאחר שהסיוע נוצר ומופעל, מינים קטליטיים פעילים - בדרך כלל מחומת אצילית או מעבר - מופקדים על פני השטח.שיטות נפוצות כוללות אי-דיוקנות בלתי-מחדשת, החלפת יון, מניעת הריון, ודימום קולונואידאלי (incipient wetness) לאחר הפחתת חום (למשל, H2PtCl, Pd2Cl2, Nik2K) כדי לספוג את הפחתת חום (R) כדי לצמצום הפחתת חום (R) הוא לעתים קרובות.

השוואות ביצועים: חידוש לעומת תמיכה מסורתית

כדי לקבל קבלה תעשייתית, זרז מתחדש חייב להתאים או לעלות על הביצועים של חומרים קונבנציונליים כגון ⁇ Al2O3, SiO2, ו פחמן מופעל. במחקרים רבים, פחמן מבוסס ביולוגית תומך השיגו פעילות דומה,סלקטיביות ויציבות לתגובות סטנדרטיות כגון מימן של חנקן (מאוריגה) גבוה יותר מ- 300 גרם אלכוהול, ותגובות חוצה.

מגבלות העברה מסיביות יכולות גם להיות שונות.הנפיחות ההיררכית של כמה תומכים מתחדשים (כולל מיקרו- ו mesopores) יכול לשפר את הפיזור של מגיבים ומוצרים, המוביל לשיעורי תגובה גלויים יותר.אבל הכדאיות הטבוע של הזנות הטבעית מציגה ספקטרום-to-batch inconsconsistency שיש לטפל בהם באמצעות בקרת איכות מחמירה ותקנות בסך הכל, הם כבר תומכים בתהליכים זרזים וגמישות נמוכה עבור זרזים להחלמה.

יישומים ב- Key Industries

זרז חידוש תומך מצאו יישומים מיוחדים במספר מגזרים, המונעים על ידי ציווי כלכלי וסביבתי כאחד.

כימיקלים סינתטיים וכימיקלים יפים

בייצור תרופות, agrochemicals, ו ניחוחות, זרזים על תמיכה מתחדשת מאפשרים מדדים כימיים ירוק. Starch-derived פחמן נתמך על ידי Starch-deriveed פחמן כבר בשימוש עבור מינומציה סלקטיבית של תרכובות nitro כדי amines, השגת 99% תשואה עם עומס מתכת נמוך. Chitosan נתמך זהב חלקיקים קטנטאז'ים של גלוקוז רעילים כדי לשחרר את הגמישות החמצן הזה, או חומצה רעילה.

פסיכואנליזה סביבתית

זרזים מבוססי ביושר מועסקים יותר ויותר עבור התחדשות מים וטיהור אוויר. Iron-impregated biochar ביעילות degrads אורגני צבעים ואנטיביוטיקה באמצעות תגובות פנטון heterogeneous Panton. Zinc oxide נתמך על alginate (derived from Seaweed) מראה פעילות פוטו-קטליטית גבוהה להפחתת Cr(VI) ל Cr(III).

אנרגיה ותיקון

תמיכה מחודשת של קידוד הם צוברים מתחים בתאי דלק, סוללות, ואלקטרוליטייזרים. Nitrogen-doped ⁇ פחמן מ chitosan לשמש אלקטרוקטליסטים ללא מתכת עבור התגובה הפחתת החמצן (ORR), להופיע עם Pt / C בחלק מהמדיה Alkacy-פחמן המבוססים על פחמן משמשים כמו diffusion בשכבות promoexics מופעלים על פני השטח.

אתגרים ומגבלות

(למרות ההבטחה, כמה מחסומים מעכבים אימוץ נרחב של זרז מתחדשים (Fentipur) ותנאים מבוקרים, אשר יכולים להיות חלשים יותר, כולל לחץ אורגני: סינתזה בקנה מידה מעבדה לעתים קרובות להשתמש במגינים עתירי טוהר גבוה ותנאים מבוקרים שקשה לשכפל את ה-Lowgicerdancege: 4Fintativesives) תומך באופן קבוע בחוזקה של קרמיקה (DVal-Feric) של חומרים נוספים, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, באופן כללי, לעומת זאת, לעומת זאת, הפחתת לחץ ביולוגי).

כיוונים עתידיים של Outlook ומחקר

(הופנה מהדף זרז זרז (FLT) מתפתח במהירות, עם כמה כיוונים מבטיחים.0.(Tailored זרז ייצור זרז זרז זרז זרז (Sintenation Models) ו-(FLT) זרזי זרזים חשמליים (Siloration) של מערכות דלק (FLT) ו-pregion) של חומרים מתחום ה-cookicial) של פחמן-FLT:2Hbrid תומך ב-FLT:

מסקנה

(המשאבים הניתנים לחידוש מציעים מסלול מעשי לייצור חומרים לתמיכה בזרז סביבתי וכלכלי.מממתאים וצ'יטוסאן ל- biochar and algae, ניתן להנדס מקורות אנרגיה מגוונים ל- 7 תגובות סביבתיות וכלכליות ב- 3.10.000) לזרז אנרגיה מתחדשת (התמיכה ב-DLCF) ולשיפור אנרגיה (מחדש) ב-DValphivealative) ב-Edance) ב-Edance) ב-Digitalation of the Developmentsivealphive Chemistry) ב-Edancesive Chemistry, ו-Edancesive Chemistry).