德國成功用納米反應(yīng)器生產(chǎn)汽油

    瑞士鮑爾—希爾內(nèi)(Paul Scherrer)研究所和蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)(ETH )在德國早先技術(shù)的基礎(chǔ)上，在實驗室成功研制一種微型化學(xué)反應(yīng)器，用這種反應(yīng)器未來人們能更環(huán)保和更經(jīng)濟地生產(chǎn)汽油和柴油。反應(yīng)器由僅僅幾個納米大小的沸石晶體構(gòu)成，研究人員改變晶體結(jié)構(gòu)，經(jīng)過兩個步驟就能生產(chǎn)出燃料。
    用工業(yè)的方法生產(chǎn)燃料早已有之。早在1925年，德國化學(xué)家弗朗茨—菲舍和漢斯—托普西開發(fā)出一種利用合成氣體—一氧化碳和氫氣，生產(chǎn)碳氫化合物，如汽油和柴油。原先人們希望由德國富有的煤炭制備合成氣體，后來主要是天然氣作為原料，但是木材、污泥或者作物秸稈在未來將代替這種功能。
    這種菲舍—托普西(Fischer-Tropsch)方法在工業(yè)上早已試驗過，其生產(chǎn)燃料的成本比傳統(tǒng)的由石油生產(chǎn)燃料貴很多。如果能制造一種承擔(dān)若干必要的轉(zhuǎn)換步驟的多功能反應(yīng)器，則這種方法的成本會下降很多。但是目前每一個轉(zhuǎn)換步驟需要一個獨立的反應(yīng)器，這樣無疑推高了制造成本。
    現(xiàn)在新開發(fā)的納米反應(yīng)器只需執(zhí)行菲舍—托普西(Fischer-Tropsch)方法的兩個步驟，每個步驟必需一個獨立的反應(yīng)器。第一個反應(yīng)器承擔(dān)第一個步驟，將合成氣體轉(zhuǎn)化為各種碳氫化合物，其中也有汽油的成分。第一步也生產(chǎn)了不受歡迎的長鏈碳氫化合物，這種長鏈碳氫化合物也存在于燃油中。為了在終端產(chǎn)品中提高較高價值的短鏈的碳氫化合物成分，因此有必要實施第二步驟，即裂解。在裂解中不受歡迎的長鏈分子將分解為短鏈分子。在新的納米反應(yīng)器中，這是重要的一步。
    制造這種納米反應(yīng)器，科學(xué)家使用了沸石的納米晶體。沸石的晶體結(jié)構(gòu)具有很多相同大小的氣孔，這些氣孔提供了發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的表面，并提高反應(yīng)器的效率。因為所有氣孔幾乎一樣大小，沸石反應(yīng)器可以像篩子一樣工作。統(tǒng)一的氣孔尺寸將產(chǎn)品種類限制在一種能通過氣孔的分子水平。