據(jù)物理學家組織網28日報道,美國研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新技術,可將化學反應的催化速度提高到現(xiàn)有催化速度極限的10000倍,有望大大提高數(shù)千種化學過程的速度,并顯著降低成本,讓肥料、食品、燃料、塑料等產業(yè)受益。
科學家使用催化劑(如金屬)來加速化學反應,但催化速度只能達到薩巴蒂爾原理所允許的限度。自從這一準則在1960年定量建立后,薩巴蒂爾最大值一直是催化速度的極限。
由美國能源部資助的催化能源創(chuàng)新中心的研究人員發(fā)現(xiàn),他們可以通過朝催化劑施加波,制造出振蕩催化劑來打破這一速度限制。波擁有波峰和波谷,當施加波時,波允許化學反應的兩個部分以不同的速度獨自進行。當施加到催化劑表面的波與化學反應的固有頻率相匹配時,所謂的“共振”機制會導致催化速率顯著上升。
作者之一、明尼蘇達大學化學工程和材料科學教授保羅·多恩豪爾說:“我們很早就意識到催化劑需要隨著時間的推移而改變,事實證明,千赫茲到兆赫茲頻率會顯著加快催化速度。”
研究人員稱,提高化學反應速度會讓開發(fā)肥料、食品、燃料、塑料等的數(shù)千種化學和材料技術大大受益,可顯著減少制造這些材料所需的設備數(shù)量,并降低許多日常材料的總體成本。
催化能源創(chuàng)新中心主任多尼希斯·維拉科斯教授說:“這有可能徹底改變我們制造幾乎所有最基本化學品、材料和燃料的方式,從常規(guī)催化劑到動態(tài)催化劑的轉變,將與從直流電到交流電的轉變一樣大。”(記者 劉霞)
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2018-01-08 15:23:45