25.02.2004 14:09
Команда исследователей из Корнелловского Университета преуспела в технологии преобразования азота в аммиак, взяв за основу давно предсказанный процесс, который был предметом споров ученых в течение многих десятилетий.
Это новое достижение в области химии основано на использовании циркония, с помощью которого добавляются водородные атомы к молекуле азота и все соединение преобразуется в аммиак, без необходимости использования высоких температур или высокого давления.
"Ценность нашей работы в том, что мы ответили на основной химический вопрос: как взять этот очень инертный и нереактивный азот и получить из него полезный продукт", говорит Пауль Чaйрик, доцент химии и химической биологии Корнелловского Университета.
Чайрик и его коллеги сообщили о своих успехах в недавнем выпуске журнала Nature (издание 427 от 5 февраля 2004). Исследовательская группа состояла из Чайрика, его бывшего аспиранта Джима Пула и научного сотрудника Эмиля Лобковского.
Многие ученые отмечают важность этого открытия в плане того, что оно будет иметь важное значения для производства аммиака по новым более дешевым технологиям. Однако, Чайрик подчеркивает, что его группа преуспела только в создание аммиака в лабораторных условиях на уровне молекул, и пока еще о промышленном производстве говорить рано.
Азот составляет 78 процентов атмосферы Земли и может быть преобразован в удобрение на основе аммиака, которое использует приблизительно 40 процентов населения планеты. Это практически неисчерпаемый ресурс получения удобрений.
Проблема с преобразованием азота в индустриально-пригодную форму состоит в том, что, хотя этот элемент и является простой молекулой, его связь на уровне атомов невероятно прочна. Только угарный газ имеет более сильную связь. Но в то время как угарный газ легко улавливается и входит в соединение с другими молекулами, азот не имеет полярности и не свойствен легким металлам. Также очень трудно поместить электроны в молекулу азота, и очень трудно их вытащить из нее.
Индустриальный метод получения аммиака из азота сегодня является основным, но он очень дорог, требует высоких температур и давления для удержания азота и водорода в жидком состоянии, чтобы они могли взаимодействовать с железной основой, которая служит катализатором.
Команде Чайрика однако удалось разорвать связь в молекуле азота, путем использования циркония в растворимой форме и при температуре всего в 45╟С, и добавить водородные атомы к этому так называемому "динитрогеновому мосту". Полная стабилизация молекулы до состояния аммиака была достигнута при 85╟С.
Однако, Чайрик подчеркивает, что пока шансы на скорое промышленное освоение этого метода малы, поскольку молекулярный азот является настолько химически инертным, что даже связывание его с металлами √ путь долгих лет и сложных решений.
В отличие от традиционного процесса производства аммиака в технологии группы Чайрика не используется катализатор. Цирконий производит только одну молекулу аммиака на единицу времени, а не обширные объемы на уровне промышленного производства. Пока не найден такой катализатор, который может запустить этот простой процесс при низких температурах и давлении.
Чайрик говорит, что его группа в настоящее время ищет такой катализатор, который был бы способен решить данную задачу. Возможно, отмечает он, нам удастся придумать каталитические циклы, которые производят не сам аммиак, а какие-то другие составы на основе азота, что может быть даже более важно, чем создание аммиака.
Информация для контакта:
Contact: David Brand
Office: 607-255-3651
E-Mail: deb27@cornell.edu
Дата публикации: 25 февраля 2004
Источник: SciTecLibrary.ru
добавить ресурс
.gif){kind=small}
Переработка мусора:
ТБО и другие проблемы современности:
© Дизайн Студии РОМАрт, 2004.