催化劑中依次發(fā)生多個(gè)化學(xué)反應(yīng)：底物分子通過“多孔陶瓷海綿”的大孔進(jìn)行第一反應(yīng)，然后進(jìn)入稍小的孔進(jìn)行第二反應(yīng)。
《自然·催化》雜志10月26日報(bào)道，皇家墨爾本理工大學(xué)（RMIT）和西澳大利亞大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種新型高效催化劑，可以將廢棄食用油和農(nóng)業(yè)廢棄物回收利用成生物柴油，還可以將食物殘?jiān)退芰侠D(zhuǎn)化為高價(jià)值產(chǎn)品。
現(xiàn)有的商業(yè)生產(chǎn)方法只能處理污染物含量為1%至2%的高純度原料，廢棄食用油必須經(jīng)過耗能的清潔過程才能用于生物柴油生產(chǎn)。在新催化劑的幫助下，研究人員能夠從污染物含量高達(dá)50%的低品位原料中生產(chǎn)出生物柴油。
皇家墨爾本理工大學(xué)研究員亞當(dāng)·李教授表示：“我們設(shè)計(jì)了一種新型催化劑，可以幫助人們最大限度地利用廢棄資源，將腐爛的食用油、稻殼和蔬菜皮融入循環(huán)經(jīng)濟(jì)。利用這種催化劑生產(chǎn)生物柴油將顯著減少環(huán)境污染，使人類更接近綠色化學(xué)?！?br> 為了獲得高效的催化劑，研究人員創(chuàng)造了一種微米級的“陶瓷海綿”，這種海綿具有高度的孔隙度，并含有多種活性成分。底物分子通過較大的孔隙進(jìn)入“陶瓷海綿”進(jìn)行第一次化學(xué)反應(yīng)，然后進(jìn)入稍小的孔隙進(jìn)行第二次反應(yīng)。這是第一個(gè)能夠在單個(gè)顆粒中順序進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng)的催化劑，它可能對全球催化劑市場產(chǎn)生巨大的影響。
皇家墨爾本理工大學(xué)教授凱倫·威爾遜指出，這種新型海綿狀催化劑利用了人類細(xì)胞酶對復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)的協(xié)調(diào)作用。
“以前開發(fā)的多反應(yīng)催化劑在控制化學(xué)反應(yīng)方面難以預(yù)測且效率低下，”威爾遜說。受生物酶的啟發(fā)，我們希望設(shè)計(jì)一種“類酶”催化劑，使其能夠按照固定的順序催化多個(gè)反應(yīng)——這就像將一整條微型生產(chǎn)線塞進(jìn)一個(gè)催化劑顆粒中。
這種海綿狀催化劑制造成本低且易于使用——技術(shù)人員只需將廢物添加到一個(gè)巨大的容器中，加熱并攪拌即可獲得生物柴油。
威爾遜評論道：“這對于發(fā)展中國家尤其重要。在這些國家，柴油是家庭發(fā)電的主要燃料。如果我們能夠幫助農(nóng)民直接利用農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)生物柴油，將有助于解決能源短缺和碳排放等關(guān)鍵問題。”
隨著研究人員的進(jìn)一步研究和調(diào)整，該催化劑可能很快就會用于利用農(nóng)業(yè)和林業(yè)廢棄物（甚至藻類）生產(chǎn)航空燃料的化學(xué)過程。
原文來自科學(xué)世界
雷新宇編譯
審閱者：simo
編輯：陳志涵
期刊來源：《自然-催化》
期刊編號：2520-1158
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https://phys.org/news/2020-10-biodiesel-dirty-cooking-oil-easier.html
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