纳米粒子助绿色柴油低成本合成

【摘要】美国能源部下属的艾姆斯实验室科研人员近日研制出了一种纳米粒子，能将柴油生产中的多个反应过程集合在一起，降低其生产成本，且产品为比生物柴油性能更优的绿色柴油。

    美国能源部下属的艾姆斯实验室科研人员近日研制出了一种纳米粒子，能将柴油生产中的多个反应过程集合在一起，降低其生产成本，且产品为比生物柴油性能更优的绿色柴油。

　　绿色柴油生产方法是从已有的生物柴油生产过程衍生而来。生物柴油由脂肪、油和乙醇反应生成，绿色柴油则是由脂肪酸和油的氢化作用生成。绿色柴油化学组成与普通柴油非常类似。与生物柴油相比，绿色柴油更稳定，能量密度也更高。艾姆斯实验室的研究人员艾格·思鲁宁5月12日表示：“一般来说，当使用富含游离脂肪酸的原料比如微型藻类油制备生物柴油时，必须先将会影响催化效果的脂肪酸分离出来，再进行催化反应生成燃料。我们设计出的多功能纳米粒子可对此过程进行改进，能将多个反应过程集合在一起，让生产过程更迅速。而且，得到的是更加环保的绿色柴油，而非生物柴油。

　　此前，艾姆斯研究团队曾成功地在反应过程中用到具有双重功能的介孔结构纳米粒子。这些有序的多孔粒子包含能捕获游离脂肪酸的胺群以及在脂肪酸变成绿色柴油的过程中充当催化剂的镍纳米粒子。

　　不过，在燃料转化过程中只使用镍，反应过程会太过强烈，会使碳氢链发生断裂，这一过程得到的产品作为燃料的潜力很低。然而，当研究人员在反应中添加隔离脂肪酸的成分时，发生了一件非常有趣的事：分子不再断链，得到了看起来更像柴油的碳氢化合物。该研究团队对上述粒子进行了改进，他们使用价格只有镍1/100的铁作为催化剂，不仅转化速度更快，而且整个过程中二氧化碳的损失也大幅降低。