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研究背景
2022年6月6日和6月7日, 中科院福建物质结构研究所谢奎研究员团队 分别在 Nature Sustainability ( Nat. Sustain. , IF=19.346)和 Angewandte Chemie International Edition ( Angew. Chem. Int. Ed. , IF=15.336)上发表了两篇最新成果,即“ Sustainable ammonia production enabled by membrane reactor ”和“ Selective Oxidative Coupling of Methane to Ethylene in a Solid Oxide Electrolyser based on Porous Single-crystalline CeO 2 Monoliths ”。下面,对这两篇成果进行简要的介绍,以供大家学习和了解!
Nat. Sustain.:膜反应器实现可持续合成氨
图文速递
小 结
总之,作者展示了一种在环境压力下通过膜反应器中的氮离子活化合成氨的可持续方法。氨的生成速率达到2.9 μmol cm -2 h -1 ,在450 ℃的气相中氨含量为0.097 vol%。氨的合成来源于渗透的氮,原位FTIR和 15 N 2 同位素示踪实验证实了这一点。
该工作介绍了一种在环境压力下使用氮渗透膜反应器合成氨的新方法,并展示了在实际应用水平上合成氨的巨大潜力。由于需要更高的能源效率和更灵活的小规模分布工艺,氮渗透膜反应器可以提供许多优势并扩大在环境压力下实际可行的氨合成的范围。与能源密集型H-B技术相比,膜反应器中的氨合成可以利用工业过程中的废热流将所需的操作温度保持在~400-450 ℃并最大限度地提高能源效率,同时环境压力显着降低了能量输入。
文章信息
Sustainable ammonia production enabled by membrane reactor. Nat. Sustain. , 2022 , DOI: 10.1038/s41893-022-00908-6.
Angew. Chem. Int. Ed.:基于多孔单晶CeO 2 块体的固体氧化物电解槽中甲烷与乙烯的选择性氧化耦合
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小 结
总之,作者展示了在SOE中的有效电化学过程中选择性转化CH 4 为C 2 产物,其中CH 4 在阳极的转化与CO 2 在阴极的还原相结合。PSC CeO 2 电极中明确的活性界面的析出不仅提高了催化活性,而且提高了抗结焦性和热稳定性。在大约7%的CH 4 转化率下,实现了前所未有的99.5%的C 2 选择性。此外,良好的活性界面显示高温稳定性,可持续工作100 h。该工作可以为电化学过程中CH 4 的氧化开辟一条新途径,金属-氧化物界面可能在其他领域提供广泛的潜在应用。
文章信息
Selective Oxidative Coupling of Methane to Ethylene in a Solid Oxide Electrolyser based on Porous Single-crystalline CeO2 Monoliths. Angew. Chem. Int. Ed., 2022 , DOI: 10.1002/anie.202207211.
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