ТЕГИ
Химический реактор, лабораторное оборудование, каталитические наночастицы
Лабораторное оборудование и технологии будущего. Что внутри химических реакторов, внутри которых идет каталитическая реакция в то время когда наиболее эксплуатируемые участки оборудования находятся в состоянии работы. Если бы Ученые могли заглянуть внутрь и контролировать химические реакции в момент их прохождения на микроскопическом уровне и в режиме реального времени, то они смогли бы получить много полезной информации.
Химической селективности процесса
Инженеры бы затем могли скорректировать геометрические параметры и размеры реактора и адаптировать распределение катализатора для повышения энергетической эффективности, увеличения количества выпускаемой продукции и повышения химической селективности процесса. Благодаря исследованию, проведенному учеными из Калифорнийского университета в Беркли и Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, совсем не за горами реакторы, сделанные для решения строго определенных задач на заказ. команда ученых разработала малогабаритный реактор, внутренняя зона которого может во всех деталях быть изучена исследоваться инфракрасными и рентгеновскими лучами. Ученые использовали такой подход, чтобы детально исследовать многостадийные химические реакции с высоким пространственным разрешением. команда ученых выявила участки внутри реактора, где поступающий исходный материал превращался в первичный продукт, а затем в окончательный продукт. Локализация этих участков была проделана с точностью до 15 мкм.
Химическое состояние каталитических наночастиц
Ученые скоррелировали полученную информацию с подобранным тщательно размещением, концентрацией и химическим состоянием каталитических наночастиц. Для демонстрации результатов команда ученых из Беркли выбрала двухстадийную реакцию: каталитическую перегруппировку пропаргилового винилового эфира в алленовый альдегид, и затем реакцию алленового альдегида с образованием дигидропирана. команда ученых.
Разработка реакцию потому, где каждое вещество обладает характеристичным ИК-спектром. Ученые подавали исходный материал в проточный реактор, в который был загружен катализатор – кластеры золота размером в 2 нм. Исследуя реагирующие вещества и продукты с помощью ИК-луча, а катализатор с помощью рентгеновского луча, ученые раскрыли главные особенности реакции, которые обычно скрыты.
С помощью корректировки скорости потока реагирующего вещества и времени, которое реагирующее вещество проводит в реакторе, есть возможность существенным образом изменить выход продукта и селективность процесса, которые являются ключевыми для понимания кинетики и механизма реакции.
Химизм процесса осуществляется на входе в реактор – в начальных 10 процентов объема реактора. Гросс говорит, что, опираясь на это неожиданное открытие, команда ученых сократила количество катализатора до одной десятой от первоначального объема и сосредоточила его на двухмиллиметровой области на входе в реактор без ухудшения каталитической активности и селективности. Эта информация может в будущем обеспечить значительную экономию для промышленных процессов. Синхротронная микроскопия — данное сочетание микроспектроскопий впечатляющим успехом. Хирсшмагл подчеркивает, что способ обеспечивает возможность определять интермедиаты сложных реакций, которые до настоящего времени было невозможно уловить in situ.
