Kredit:CC0 Public Domain
Forskare vid North Carolina State University har utvecklat en ny katalysator som förbättrar effektiviteten av att omvandla butan, en komponent i naturgas, till butadien - en byggsten i syntetiskt gummi och en mängd olika plaster.
Att skapa butadien från butan är knepigt. Befintliga tekniker för att omvandla butan till butadien skapar antingen ett gäng biprodukter som ingen vill ha, eller omvandlar bara en liten del av butanen till butadien varje gång butanen passerar genom den kemiska reaktorn. Som ett resultat måste du köra butanen genom samma process upprepade gånger.
"Det här är en dyr process i termer av både energi och pengar", säger Fanxing Li, motsvarande författare till arbetet och Alcoa-professor i kemi- och biomolekylär teknik vid North Carolina State University. "Eftersom du efter varje passage genom den kemiska reaktorn måste separera butadien och biprodukter från butanen – vilket tar mycket energi – och köra butanen genom reaktorn igen."
På grund av detta finns det väldigt få växter som ägnas åt att producera butadien. Istället kommer mycket av den butadien som används i tillverkningen från växter där butadien samlas in som en biprodukt av andra reaktioner.
"Det är ett problem, eftersom efterfrågan på butadien vida överträffar det tillgängliga utbudet", säger Li. "Vi ville komma på ett mer effektivt sätt att omvandla butan till butadien, vilket gör butadienproduktionsanläggningar mer kommersiellt gångbara – och detta arbete är ett viktigt steg i den riktningen."
Specifikt har forskarna konstruerat en katalysator som omvandlar mer butan till butadien för varje passage genom reaktorn, jämfört med tidigare katalysatorer. Arbetet utfördes med hjälp av en oxidativ dehydreringsreaktion.
"Vi kunde omvandla upp till 42,5% av butanen till butadien i en enda passage", säger Li. "Den tidigare bästa prestandan vi kunde hitta var cirka 30%. Det här är ett stort första steg, men vi ser det som ett bevis på konceptet – vi tror att vi fortfarande kan göra mycket mer för att förbättra selektiviteten i denna process."
Katalysatorn i sig är ett litiumbromidskal som omger en kärna av lantanstrontiumferrit. Reaktionen kräver en modulär reaktor och omvandlingen sker vid mellan 450 och 500 grader Celsius.
"Vi är öppna för partnerskap för att ytterligare utforska potentialen i detta arbete," säger Li.
Tidningen, "Alkalimetallhalogenidbelagda perovskit-redoxkatalysatorer för anaerob oxidativ dehydrering av n -butan," kommer att publiceras den 27 juli i tidskriften Science Advances med öppen tillgång . Uppsatsens första författare är Yunfei Gao, en före detta Ph.D. student och postdoc vid NC State som nu är fakultet vid East China University of Science and Technology. + Utforska vidare
