新发现在大气中使用过量的二氧化碳制作有价值的化学品

研究创造了推进碳利用领域的过程。

为了为人类的能源需求开发可持续解决方案，许多科学家正在研究碳捕获和利用 - 使用大气中二氧化碳或点源，而不是化石燃料，而不是化学品，以合成用于制造日常产品的化学品，从塑料到药品的燃料。

特拉华大学化学和生物分子工程副教授冯娇是碳捕获和利用领域的领导者。现在，他和他的同事们已经做出了一个新的发现，可以进一步推进碳捕获和利用，并将其承诺扩大到新产业。

特拉华大学化学和生物分子工程副教授冯娇是碳捕获和利用领域的领导者。

在“自然化学”期刊中，南京大学（中国）和潜艇大学（中国）中加州理工学院的焦和合作者描述了它们如何在电化学一氧化碳还原反应中形成碳 - 氮键，这导致了生产高价值的化学品称为酰胺。这些物质可用于各种行业，包括药物。

团队是第一个这样做的人。“现在，从二氧化碳作为碳源开始，我们可以扩大到各种产品，”UD的催化科学技术中心副主任娇娇说，“焦化主任（CCST）。

聪明才智开始于UD

这些发现背后的科学是电化学，它利用电力产生化学变化。在以前的研究努力中，焦化了一种特殊的银催化剂，将二氧化碳转化为一氧化碳。接下来，他希望进一步将一氧化碳升级为可用于生产燃料，药品等的多碳产品。

“在电化学二氧化碳转化领域，我们只用这项技术陷入了四种主要产品：乙烯，乙醇，丙醇，以及我们报告的几个月前在自然催化作用，醋酸盐，”娇。

氮是解锁系统潜力的秘密成分。该团队使用了电化学流动反应器，通常用二氧化碳或一氧化碳喂养，但是这次它们放入一氧化碳和氨，含有氮的化合物。氮源在电极 - 电解质界面处与铜催化剂相互作用，导致形成碳 - 氮（CN）键。该过程允许该团队合成以这种方式在这种方式中从未进行过的化学品，包括酰胺，可用于药物合成。许多药物化合物含有氮，“这实际上提供了一种独特的方法来构建含有单纯碳和氮物质的大分子，”jao。

在美国化学学会的一次会议上，焦化与威廉A.戈达德三世，在卡特克人造光合联合中心联合中心的主要调查员分享了一些初步调查。戈达德是一种使用量子力学来确定这种电催化过程的反应机制和率的世界领先的专家，对这一意想不到的发现非常兴奋，并立即设置他的团队。陶成在戈达德实验室发现，新的碳氮键联结是针对生产乙烯和乙醇的制备的机制的脱枝，这表明焦化可能能够耦合除CN以外的粘合。

“通过与戈达德教授的密切合作，我们在如何在催化剂表面上形成的碳 - 氮粘合方式学到了很多东西，”焦化说。“这给了我们对我们如何设计更好的催化剂来促进这些化学反应中的一些的重要见解。”

这项工作的含义可能是远程范围。

“这对道路有重大影响，我认为，部分地解决了二氧化碳排放问题，”娇。。“现在我们实际上可以用作生产高价值化学品的碳原料。”

参考：Matthew Jouny，Jing-Jing LV，Tao Cheng，Byung Hee Ko，Jun-Jie Zhu，William A.戈德德三世和冯娇，2019年8月23日，2019年8月23日，Jon-Jie Zhu，2019年8月23日，自然化学。 ：
10.1038 / s41557-019-0312-z