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北卡罗莱纳州立大学领导的一个研究小组设计了一种新的催化剂，可以更有效地将乙烷转化为乙烯，这种催化剂可用于多种生产工艺。这一发现可用于乙烯转化过程，大幅降低乙烯生产成本，并将相关的二氧化碳排放量减少87%。
“我们的实验室之前提出的一种技术将乙烷转化为乙烯，而这种新的氧化还原催化剂使这种技术更节能、更便宜，同时减少温室气体排放，”北卡罗来纳州立大学博士后学者、该研究论文的第一作者高云飞说。“除其他用途外，乙烯是塑料工业的重要原料，因此这项工作可能会产生重大的经济和环境影响。”
“乙烷是页岩气生产的副产品，新催化剂的效率提高，使得偏远地区的能源提取作业能够更好地利用乙烷。”该论文的通讯作者、北卡罗来纳州化学工程系副教授、大学教员学者李凡兴说。
“据估计超过2亿桶乙烷在美国本土的48个州，由于难以从偏远地区运输，每年都会遭到拒绝。”李说。“有了我们的催化剂和转化技术，我们认为将乙烷转化为乙烯将是一种经济有效的方法。乙烯可能是转化为液体燃料在美国，运输起来要容易得多。
“目前的转换技术的问题是，你无法将它们缩小到适合偏远能源提取地点的规模，但我们的系统在这些地点可以很好地工作。”
新的氧化还原催化剂是一种熔融碳酸盐促进的混合金属氧化物，转换过程在650到700摄氏度之间进行，集成了乙烷转换和空气分离。电流转换技术要求温度高于800摄氏度。
“我们估计新的氧化还原催化剂和技术可以减少60-87%的能源需求，”Li说。
“我们的技术将需要一笔初始投资，用于安装新的模块化化学反应器，但效率和转换链乙烷的能力将是显著的，”李说。
纸”,熔融碳酸盐壳改性钙钛矿氧化还原催化剂用于乙烷厌氧氧化脱氢发表在该杂志上科学的进步．本文由北卡罗莱纳州立大学博士后研究员王锡军和博士生刘俊晨共同撰写。
这项工作得到了美国国家科学基金会(National Science Foundation)的支持，资助编号为CBET-1604605;美国能源部RAPID研究所，授权编号:DE-EE007888-05-6;以及凯南工程、技术和科学研究所。
希普曼-
编辑:研究摘要如下。
熔融碳酸盐壳改性钙钛矿氧化还原乙烷厌氧氧化脱氢催化剂
作者:高云飞，王希军，刘俊臣，李凡兴，北卡罗来纳州立大学;黄传德，王晓东，大连化学物理研究所;赵坤，赵增利，广州能量转换研究所
发表: 4月24日,科学的进步
文摘:受体掺杂，氧化还原活性钙钛矿氧化物如La0．8老0．2FeO说3.(LSF)是乙烷氧化制CO的活性物质x但对乙烯的选择性较差。本文报道熔融锂2有限公司3.作为一种有效的“促进剂”修饰LSF用于乙烷的化学环氧化脱氢(CL-ODH)。在工作状态下，氧化还原催化剂由熔融锂组成2有限公司3.层覆盖固体LSF基板。熔融层促进活性过氧化氢(O2)的传输2 -)物种在LSF上形成，同时阻断了非选择性位点。光谱测量和密度泛函理论计算表明，Fe4＋→铁３＋转变导致过氧化物的形成，这导致了放热的ODH和空气再氧化步骤。该催化剂的乙烯选择性为90%，乙烯收率可达59%，反应热良好，具有很好的催化乙烷强化转化的潜力。这一机理也为设计CL-ODH氧化还原催化剂提供了一种通用的方法。
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