एक उत्प्रेक मीथेन को हाइड्रोकार्बन बनाता है

पर्यावरण और ईंधन की दोहरी समस्या का नया समाधान

• कई तरीकों से परीक्षण किया गया

• ऊर्जा चुनौती का टिकाऊ समाधान है

• वातावरण में और कॉर्बन नहीं जोड़ेगा

राष्ट्रीय खबर

रांचीः एक सरल जिओलाइट उत्प्रेरक का इष्टतम डिजाइन टैंडम प्रतिक्रिया को सक्षम करता है जो ग्रीनहाउस गैसों को मूल्य वर्धित रसायनों में बदल देता है। इस उत्प्रेरक पर विभिन्न सक्रिय साइटों के बीच अलगाव को ट्यून करके, उन्होंने मीथेन के निरंतर रूपांतरण को मेथनॉल में और फिर हल्के परिस्थितियों में हाइड्रोकार्बन में प्राप्त किया।

ये निष्कर्ष विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में ऊर्जा लागत और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने में मदद करेंगे। मीथेन, एक ग्रीनहाउस गैस जो ग्लोबल वार्मिंग में महत्वपूर्ण रूप से योगदान देती है, ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण स्रोत और एक आवश्यक रासायनिक संसाधन भी है।

जब एक रासायनिक फीडस्टॉक के रूप में उपयोग किया जाता है, तो मीथेन को आमतौर पर पहले मेथनॉल में परिवर्तित किया जाता है और फिर हाइड्रोकार्बन में। हालांकि, इस अनुक्रमिक रूपांतरण के लिए जटिल औद्योगिक सेटअप की आवश्यकता होती है। इससे भी महत्वपूर्ण बात, चूंकि मीथेन एक बहुत ही स्थिर अणु है, इसलिए मेथनॉल में इसके रूपांतरण को पारंपरिक साधनों का उपयोग करते समय जबरदस्त मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

इस पृष्ठभूमि के खिलाफ, मेथनॉल या अन्य रसायनों में मीथेन के उत्प्रेरक रूपांतरण ने वैज्ञानिकों से बहुत ध्यान आकर्षित किया है, जो अधिक ऊर्जा-कुशल और टिकाऊ समाधान खोजने के लिए उत्सुक हैं। हाल ही में रिपोर्ट किए गए उत्प्रेरक में, कॉपर (सीयू) -कॉन्टेंसिंग जिओलाइट्स ने हल्के परिस्थितियों में मीथेन-टू-मेथेनॉल रूपांतरण के लिए वादा दिखाया है। दुर्भाग्य से, अधिकांश रिपोर्ट किए गए उत्प्रेरक की उपज और चयनात्मकता कम रही है, जिसका अर्थ है कि मेथनॉल के साथ बड़ी मात्रा में अवांछनीय बायप्रोडक्ट उत्पन्न होते हैं।

एक हालिया अध्ययन में, जापान के टोक्यो इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के एसोसिएट प्रोफेसर तोशीयुकी योकोई सहित एक शोध टीम ने एक नए प्रकार के द्विभाजक ज़ोलाइट उत्प्रेरक की जांच की। यह ज़ियोलाइट मीथेन और नाइट्रस ऑक्साइड, एक और ग्रीनहाउस गैस को परिवर्तित करने में सक्षम है, जो सीधे मध्यवर्ती प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से मूल्यवान यौगिकों में है।

शोधकर्ताओं ने संबोधित किए गए प्रमुख प्रश्नों में से एक यह था कि उत्प्रेरक में विभिन्न सक्रिय साइटों के स्थानिक वितरण ने प्रतिक्रियाओं के उत्पादन को कैसे प्रभावित किया। यह अंत करने के लिए, उन्होंने जलीय समाधानों में न केवल सीयू और एसिड साइटों (प्रोटॉन) के अलग -अलग सांद्रता का उपयोग करके कई उत्प्रेरक तैयार किए, बल्कि ठोस नमूनों के लिए अलग -अलग भौतिक मिश्रण तकनीकों को भी बनाया।

विभिन्न प्रयोगात्मक और विश्लेषणात्मक तकनीकों के माध्यम से, शोधकर्ताओं ने पाया कि सीयू और एसिड साइटों के बीच निकटता अंतिम उत्पादों को निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण थी। अधिक विशेष रूप से, उन्होंने बताया कि जब सीयू साइटें एक -दूसरे के पास थीं, तो मीथेन से सीयू साइटों में उत्पादित मेथनॉल को आसन्न सीयू साइट द्वारा ओवरऑक्सीडाइज्ड होने की अधिक संभावना थी, इसे कार्बन डाइऑक्साइड में बदल दिया। इसके विपरीत, जब सीयू साइटें और एसिड साइट एक -दूसरे के करीब थीं, तो मेथनॉल ने एक आसन्न एसिड साइट में नाइट्रस ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया की, बजाय इसके कि मूल्यवान हाइड्रोकार्बन और हानिरहित नाइट्रोजन गैस का उत्पादन किया जाए।

योकोई बताते हैं, हमने निष्कर्ष निकाला कि, मेथनॉल के स्थिर और कुशल उत्पादन और अंततः मीथेन से उपयोगी हाइड्रोकार्बन के लिए, सीयू साइटों और एसिड साइटों को समान रूप से वितरित करना आवश्यक है और उन्हें एक दूसरे से उचित दूरी पर होना चाहिए। हमने यह भी पाया कि प्राप्त उत्पादों का वितरण भी एसिड गुणों और जिओलाइट उत्प्रेरक के छिद्र संरचना से प्रभावित होता है।

प्रस्तावित उत्प्रेरक के सबसे उल्लेखनीय लाभों में से एक, अग्रानुक्रम प्रतिक्रियाओं को बनाए रखने की क्षमता है, अर्थात्, एक सरल प्रक्रिया जो एक में कई चरणों को विलीन करती है और एक साथ दो अलग -अलग हानिकारक ग्रीनहाउस गैसों से छुटकारा पा लेती है। यह संपत्ति एक औद्योगिक सेटिंग में इस तरह के उत्प्रेरक प्रणालियों को आकर्षक बनाने के लिए महत्वपूर्ण होगी। योकोई का निष्कर्ष है, हमारा काम उम्मीद है कि मेथनॉल के लिए मीथेन ऑक्सीकरण प्राप्त करने के लिए भविष्य के प्रयासों को निर्देशित करेगा और एक मध्यवर्ती के रूप में मेथनॉल का उपयोग करके हाइड्रोकार्बन संश्लेषण को बढ़ावा देने के लिए खुले रास्ते खोलेंगे। यह अध्ययन रासायनिक उद्योग के विवर्तन की ओर एक कदम के रूप में काम करेगा, एक कार्बन-तटस्थ समाज की प्राप्ति में योगदान देगा।