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新技术可将化学反应催化速度提高万倍

2019-05-30 11:33:17
来源:科技日报 作者:刘霞 评论:0
导语:据物理学家组织网28日报道,美国研究人员发现了一种新技术,可将化学反应的催化速度提高到现有催化速度极限的10000倍,有望大大提高数千种化学过程的速度,并显著降低成本,让肥料、食品、燃料、塑料等产业受益。
  据物理学家组织网28日报道,美国研究人员发现了一种新技术,可将化学反应的催化速度提高到现有催化速度极限的10000倍,有望大大提高数千种化学过程的速度,并显著降低成本,让肥料、食品、燃料、塑料等产业受益。

  科学家使用催化剂(如金属)来加速化学反应,但催化速度只能达到萨巴蒂尔原理所允许的限度。自从这一准则在1960年定量建立后,萨巴蒂尔最大值一直是催化速度的极限。

  由美国能源部资助的催化能源创新中心的研究人员发现,他们可以通过朝催化剂施加波,制造出振荡催化剂来打破这一速度限制。波拥有波峰和波谷,当施加波时,波允许化学反应的两个部分以不同的速度独自进行。当施加到催化剂表面的波与化学反应的固有频率相匹配时,所谓的“共振”机制会导致催化速率显著上升。

  作者之一、明尼苏达大学化学工程和材料科学教授保罗·多恩豪尔说:“我们很早就意识到催化剂需要随着时间的推移而改变,事实证明,千赫兹到兆赫兹频率会显著加快催化速度。”

  研究人员称,提高化学反应速度会让开发肥料、食品、燃料、塑料等的数千种化学和材料技术大大受益,可显著减少制造这些材料所需的设备数量,并降低许多日常材料的总体成本。

  催化能源创新中心主任多尼希斯·维拉科斯教授说:“这有可能彻底改变我们制造几乎所有最基本化学品、材料和燃料的方式,从常规催化剂到动态催化剂的转变,将与从直流电到交流电的转变一样大。”

(责任编辑:韩梦晨)

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