“慕尼黑理工大学利用沸石催化化学反应 将生物质转化为生物燃料”

格式塔是超多孔材料，10克沸石的内部表面积相当于足球场那么大。 这个空洞结构适合催化化学反应，有助于节约能源。 据外国媒体报道，一个国际研究团考察了水分子在相关过程中所起的作用，取得了新的发现。 其重要应用之一是将生物质转化为生物燃料。

(图像来源: phys )

生物燃料对环境的影响很小，但其生产过程需要大量的能源。 经过高温和压力，才会发生必要的化学反应。 慕尼黑工业大学( tum )教授johannes lercher说:“未来要想不使用化石能源而大规模高效地利用生物质能，必须找到合适的节能型生物质能解决方案。”

包括lercher在内的国际研究小组正在密切注意水分子在沸石孔(小于1纳米)内发生的反应中所起的作用。

根据酸的原理，可以确定

酸的特征之一是容易产生质子。 盐酸加入水中后，分裂成带负电荷的氯化物阴离子和附着在水分子上的带正电荷的质子，产生带正电荷的水合离子，再通过质子传播，例如传播给有机分子。

当有机分子不得不接受质子时，必须设法稳定自己。 这样，乙醇会生成具有双键的分子，这是从生物质到生物燃料的典型反应步骤。 在切换期间，通过沸石墙来稳定过渡状态有助于减少反应所需的能量。

沸石作为酸起作用[/s2/]

沸石的晶体结构中含有氧原子，其中质子已经被搬运了。 像酸分子一样，通过与水相互作用形成水合离子。 但是，氢离子分散在水中期间，与沸石保持密切接触。 通过化学预解决过程，可以改变这些活性中心的数量，使沸石孔内的水合离子达到一定密度。

通过系统地改变孔腔的大小、活性位点密度和水分子的数量，研究小组找到了能够催化示范性反应的最佳孔径大小和水浓度。 johannes lercher说:“总结来说，通过缩小细孔、提高电荷密度，可以提高反应速度。 但是，如果周围物质过于拥挤，电荷过于接近，反应速度就会下降。 因此，每个反应可能都有最佳条件。 ”

研究人员强调，沸石一般适合作为纳米反应器，用于所有化学反应。 这些化学反应的反应伙伴适合进入孔中，酸可以用作催化剂。 “我们处于快速发展的初期阶段，在低温下可以提高分子的反应活性，在燃料和化学物质的生产过程中可以节约大量的能源。 ”