Разработки в области нанотехнологий оказывают влияние на отрасли промышленности во всем мире, и области применения, связанные с продвижением использования наночастиц, обширны. Усовершенствования в катализаторах сделаны путем включения наночастиц, и они уже были применены в строительстве, чистой энергии и авиации.
Наночастицы и их преимущества
Использование наночастиц в катализаторе позволяет не только улучшить каталитический процесс, но и минимизировать риски как для окружающей среды, так и для здоровья человека. В частности, помогая создать переход к более чистым и безопасным процессам с материалами, которые оказывают меньшее негативное воздействие. Нанотехнологические технологии, разработанные в области каталитических процессов, демонстрируют, как существующие низкокачественные материалы могут быть заменены альтернативными наночастицами, помогая процессу быть более экологичным и устойчивым.
Благодаря улучшению каталитического процесса и устойчивости и воздействия метода на окружающую среду, мы стали свидетелями быстрого внедрения этого вида нанотехнологий. Но как это работает?
Катализаторы используются для ускорения химических реакций в течение примерно 200 лет. Почти два столетия назад химики обнаружили, что определенные химические вещества могут быть добавлены в процесс, чтобы иметь эффект ускорения реакции, но без ее потребления. В настоящее время большинство химических продуктов.
Использование наночастиц для улучшения каталитических процессов
В последние годы было проведено много исследований, чтобы выяснить, как наночастицы могут быть использованы для улучшения каталитического процесса. Результаты показали, что наночастицы обладают уникальными и невероятно полезными свойствами и этим отличаются от их свойств как составных материалов.
Наночастицы улучшают катализаторы двумя основными способами. Во-первых, из-за их небольшого размера они имеют значительно увеличенное отношение поверхности к объему. Это сильно увеличивает удельную каталитическую активность, потому что химические реакции происходят на поверхности частицы. Следовательно, чем больше площадь поверхности, тем быстрее время реакции.
Небольшой размер наночастиц приносит квантовые эффекты ограничения. Эти эффекты могут изменять химические характеристики некоторых наночастиц, приводя к тому, что они выделяют различные уровни энергии, и влияют на каталитическую активность и селективность.
Применение наночастиц
Один из примеров наночастиц, используемых для улучшения катализаторов, можно увидеть в самоочищающихся окнах.
Новые здания строятся с возможностью очистки с помощью наночастиц. Оконные стекла покрыты наночастицами, активируя, когда свет попадает на него, стимулируя реакцию, которая разрушает грязь на стекле.
Дополнительные примеры важных современных применений включают улучшение экономичного каталитического сжигания авиационного топлива JP-10 за счет использования растворимого в углеводородном топливе нанокатализатора. Это делает авиацию более рентабельной и устойчивой.
Демонстрация этой технологии в энергетическом секторе включает использование нанокатализаторов при газификации биомассы для производства высокосингаз и пиролиза биомассы для производства биомасла, а также для производства биодизеля из отработанного растительного масла. Использование наноструктурированных катализаторов на основе оксида индия также используется в производстве водорода путем паровой конверсии.
Использование наночастиц и нанотехнологий в улучшении катализаторов имеет большое будущее. Приложения, которые мы сейчас видим, являются лишь верхушкой айсберга. По мере того, как научные исследования и разработки продолжают развиваться, мы увидим быстрое расширение их использования во всех отраслях.
