幕後文章是與國家科學基金會合作提供給生活方面的。
對於大多數人來說,催化一詞不是家喻戶曉的話。但是,這種過程是使用“助手”材料在很大程度上毫髮無損的“助手”材料加快化學反應的一種方法,是從石油和化學工業到對環境科學或細胞內部工作的理解的所有事物的主要驅動力。
“很有可能您現在與您接觸的大多數製造商品都包含某種形式的合成纖維 - 您的衣服,腳上的鞋子以及它們下方的地毯。”賓夕法尼亞州伯利恆里海大學的化學工程學教授以色列Wachs說,賓夕法尼亞州。
實際上,近20%的美國GNP涉及通過催化處理步驟進行的產品。
然而,當Wachs進行了最初的實驗,這些實驗說服了他在納米級(數十億米)量表上研究催化時,他正在潛入未知的水域。
Wachs回憶說:“當我們第一次進入這一問題時,沒有規定的規則。沒有準則要遵循。這就像不知道哪個方向向上,向下,左或右。”
瓦赫斯(Wachs)是催化研究的公認領導者,他的作品在迄今為止他的職業生涯中被引用了科學文獻中的10,000多倍。 WACHS是一個認真而激烈的研究人員,不是那種可以抓住最新時尚的人。
在1990年代,Wachs像許多科學家一樣意識到納米技術概念日益增長的嗡嗡聲。當時他持懷疑態度,認為“納米”可能只是流行的科學媒體的最新趨勢,這種類型的類型將不可避免地拋棄。
儘管他有疑慮,但他還是決定進行一些基本的實驗,以尋求催化領域的潛在納米應用。這些實驗的結果確信他在他的領域“納米”不僅僅是炒作。
如今,WACHS在國家科學基金會NIRT(納米級跨學科研究團隊)的幫助下推進了納米催化的科學,將他與Lehigh,Lehigh,Rice University和Virginia University的合作者組成,這有可能減少污染和污染和污染。影響環境以多種方式。
Wachs說:“納米技術涉及對材料的操縱非常小的尺寸。” “在這個規模上,材料具有較大的同類產品中沒有發現的獨特化學和物理特性,尤其是在一個納米或更少的情況下。”
為了使涉及的規模了解,請想像一束人的頭髮。現在,想像一下同一頭髮將縱向切成80,000個相等的部分。其中一個切片的寬度約為1納米。
Wachs維護了一個獨特的研究實驗室,這是美國唯一的一種,該實驗室使用了一種稱為“操作分子光譜法。 ”操作是一個拉丁詞,意味著操作。操作光譜允許在現實條件下對催化劑進行分子級監測,這些催化劑可以在發生時同時在線研究。通過他的研究,Wachs取得了許多突破,甚至發現使用納米顆粒實際上對某些催化反應會適得其反。
他說:“電子在如此小的規模上的行為有所不同。” “因此,如果催化反應需要豐富的電子來源,則使用納米顆粒。另一方面,不需要富含電子源的催化反應在納米級壯大。”
例如,NOX是在汽車,許多電動發電廠以及其他來源中產生的污染物,從臭氧的產量(一種溫室氣體和地面污染物)到酸雨,這導致了許多問題。 Wachs及其同事目前正在嘗試開發一種將氮氧化物(NOX)轉化為良性氮和水的納米催化劑。
但是,這不是第一次,Wachs使用他的催化專業知識來積極影響主要的環境問題。他的三打專利之一是用於傳統的催化過程,該過程將甲醇(一種造紙廠的副產品污染物)轉化為甲醛,現在可以將甲醇用於製造顆粒板的樹脂。紙漿廠曾經將這種甲醇與其他討厭的化學物質一起釋放到河流和溪流中,從而造成環境破壞。對於陷入困境的造紙行業來說,這本質上是將污染轉化為利潤。 2002年,Wachs因其在這一領域的開創性工作而獲得了EPA的清潔卓越獎。
- 十大新興環境技術
- 您的環境足跡是什麼?
- 所有關於納米技術
編者註: 這項研究得到了國家科學基金會的支持(NSF),聯邦機構負責在科學和工程領域的所有領域資助基礎研究和教育。看到幕後檔案。