新算法揭示了更便宜、更清洁的丙烯背后的秘密化学

科学家们绘制了原子相互作用图,使纳米级催化剂能够如此有效地将丙烷转化为丙烯。这一发现凸显了一种稳定的氧化物模式,可以指导改进工业生产方法。丙烷转化为丙烯许多日常用品,包括塑料挤压瓶和户外家具,都依赖于将丙烷转化为丙烯的化学过程。 [...]

来源:SciTech日报
助理教授 Siddharth Deshpande 和博士生 Snehitha Srirangam 使用数据可视化来揭示当催化剂将页岩气转化为聚丙烯时在原子水平上发生的情况。他们开发的新算法可以带来更有效的方式来创建日常产品。图片来源:罗彻斯特大学照片 / J. Adam Fenster

科学家们绘制了原子相互作用图,使纳米级催化剂能够如此有效地将丙烷转化为丙烯。

纳米级

这一发现凸显了一种稳定的氧化物模式,可以指导改进工业生产方法。

丙烷转化为丙烯

许多日常用品,包括塑料挤压瓶和户外家具,都依赖于将丙烷转化为丙烯的化学过程。 《科学》杂志 2021 年的一份报告表明,化学家可以使用串联纳米级催化剂将这种转化的多个阶段合并为一个反应,这种方法可以提高制造商的效率并降低成本。然而,这种组合过程背后的精确原子活性仍然未知,这使得该方法很难扩展到其他主要工业反应。

科学

算法揭示原子级细节

罗切斯特大学的科学家创建了算法,突出了纳米级催化剂将丙烷转化为丙烯时指导反应的原子级特征。他们的研究结果发表在《美国化学会杂志》上,描述了反应过程中材料在多种状态之间转变的复杂相互作用。

美国化学会杂志

氧化物行为和催化剂稳定性

在调查过程中,Deshpande 和化学工程博士生 Snehitha Srirangam 发现了意想不到的模式。他们观察到,反应中的氧化物倾向于以高度选择性的方式在有缺陷的金属位点周围形成,这一特征在保持催化剂稳定方面发挥了至关重要的作用。

将方法扩展到其他工业反应